JP2007294399A - Rare gas fluorescent lamp lighting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain homogeneity of brightness distribution of a tube axial direction, suppress flickering, and prevent generation of a surge voltage of a lamp voltage in a frequency increase period, even if a rare gas fluorescent lamp is dimmed by burst light adjustment. <P>SOLUTION: In the rare gas fluorescent lamp lighting device which is provided with a rare gas fluorescent lamp 1, and an inverter circuit 100 to apply an alternate current high voltage to a lamp 1, the circuit 100 is composed of an inverter control circuit 102 to output a switching element operation signal, a switching element circuit 101 to convert a direct current voltage into an alternate current voltage by turning on and off controlling the switching element according to the switching element operation signal, and a transformer 111 to boost voltage of the alternate current voltage from the circuit 101, and in which the burst light adjustment is carried out by controlling time ratio of a light-on period and a light-off period of the lamp 1, in a period from a lighting start point of the burst light adjustment to the whole light emission completion point in which the lamp 1 emits light over the whole in the approximately axial direction, a frequency of the switching element operation signal of at least one part of the period is made to be higher than the frequency of the switching element operation signal at a stationary time. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶ディスプレイパネルのバックライト、照明等に利用される希ガス蛍光ランプ点灯装置に関する。   The present invention relates to a rare gas fluorescent lamp lighting device used for backlight, illumination, and the like of a liquid crystal display panel.

液晶ディスプレイパネルのバックライト光源や照明用ランプには、冷陰極蛍光ランプや、熱陰極蛍光ランプが多く用いられている。これらのランプは、内部に微量の水銀が封入されており、放電により励起された水銀から発生する紫外線により蛍光体を発光させるものであり、高輝度で、かつ効率的な発光が得られる点で優れている。   Cold cathode fluorescent lamps and hot cathode fluorescent lamps are often used as backlight light sources and illumination lamps for liquid crystal display panels. These lamps contain a very small amount of mercury inside, and emit phosphors by ultraviolet rays generated from mercury excited by discharge, so that high-luminance and efficient light emission can be obtained. Are better.

しかし、環境汚染の防止の観点から、水銀を含まない新しい光源が望まれている。水銀を含まない蛍光ランプとしては、ガラス管の外面に帯状の複数本の電極を配設し、これらの電極に、例えば、昇圧トランスで昇圧された高周波の高電圧を印加して点灯する希ガス蛍光ランプが提案されている。このような希ガス蛍光ランプには、例えば特許文献1に示されているように、ガラス管端部の内部に導電性物質を塗布するなど、希ガス蛍光ランプの始動を補助するための易始動部位が形成されている。   However, a new light source that does not contain mercury is desired from the viewpoint of preventing environmental pollution. As a fluorescent lamp that does not contain mercury, a plurality of strip-like electrodes are arranged on the outer surface of a glass tube, and a high-frequency high voltage boosted by, for example, a step-up transformer is applied to these electrodes to turn on a rare gas. Fluorescent lamps have been proposed. In such a rare gas fluorescent lamp, for example, as shown in Patent Document 1, an easy start to assist the start of the rare gas fluorescent lamp, such as applying a conductive material to the inside of the glass tube end portion. A site is formed.

また、高周波の高電圧を印加して点灯する外部電極型の希ガス蛍光ランプでは、特許文献2に示されているように、電極に印加されるランプ電圧波形は、正弦波電圧ではなく、矩形波電圧のような急峻な電圧変化を含む電圧を印加することにより発光効率が高められる。   Further, in an external electrode type rare gas fluorescent lamp that is lit by applying a high-frequency high voltage, as shown in Patent Document 2, the lamp voltage waveform applied to the electrode is not a sine wave voltage but a rectangular shape. Luminous efficiency is enhanced by applying a voltage including a steep voltage change such as a wave voltage.

このような希ガス蛍光ランプを装着する液晶ディスプレイパネルの画面輝度は、一般に、周囲の明るさ、ユーザの好み、画像情報などに応じて適当な大きさに調節可能である。この画面輝度の調節はバックライトの調光により行われている。バックライトの調光はバースト調光が一般的である。また、照明用途においても、間接照明などでは使用環境に合わせた明るさに調節するために広い調光範囲が求められる。手法としては、バックライトと同じくバースト調光が一般的である。バースト調光は、デューティー調光とも言われるが、例えば、60Hz以上の周期でランプの点灯期間と消灯期間を繰り返し、点灯期間と消灯期間を60〜1kHz程度で周期的に繰り返し、点灯期間と消灯期間の時間比率の制御により調光するものである。この調光周期は、液晶バックライトでは、60〜300Hz程度、照明用途では、1kHz程度が適宜選択されている。これらの周期は人間の目に感知されない周期で選択されるもので、周期は上記記載の範囲に特定されるものではない。
特許3149780号公報 特開平6−163008号公報
In general, the screen brightness of a liquid crystal display panel equipped with such a rare gas fluorescent lamp can be adjusted to an appropriate size according to ambient brightness, user preference, image information, and the like. The screen brightness is adjusted by dimming the backlight. The backlight dimming is generally burst dimming. Also in lighting applications, a wide light control range is required in order to adjust the brightness according to the usage environment in indirect lighting or the like. As a method, burst dimming is generally used in the same manner as the backlight. Burst dimming is also called duty dimming. For example, the lamp lighting period and the extinguishing period are repeated at a cycle of 60 Hz or more, and the lighting period and the extinguishing period are periodically repeated at about 60 to 1 kHz. The light is adjusted by controlling the time ratio of the period. The dimming period is appropriately selected from about 60 to 300 Hz for a liquid crystal backlight and about 1 kHz for lighting applications. These periods are selected by a period that is not perceived by human eyes, and the periods are not specified in the above-described range.
Japanese Patent No. 3149780 JP-A-6-163008

図14を用いて希ガス蛍光ランプ1をバースト調光する場合について説明する。同図は、バースト調光信号、測定点Aでの光出力、及び測定点Bでの光出力を示す図である。
易始動部位15が設けられた希ガス蛍光ランプ1において、易始動部位15近傍を測定点Aとし、易始動部位15から離れた場所を測定点Bとし、バースト調光点灯させたときの、測定点A及び測定点Bの光出力を測定した。点灯期間の初期において、測定点Aでは直ちに発光が開始するが、測定点Bではそれよりも遅れて発光が開始した。
A case where burst dimming of the rare gas fluorescent lamp 1 will be described with reference to FIG. The figure shows a burst dimming signal, a light output at a measurement point A, and a light output at a measurement point B.
In the rare gas fluorescent lamp 1 provided with the easy start part 15, measurement is performed when burst light control lighting is performed with the vicinity of the easy start part 15 as the measurement point A and the place away from the easy start part 15 as the measurement point B. The light output at point A and measurement point B was measured. At the beginning of the lighting period, light emission immediately started at measurement point A, but light emission started at measurement point B later than that.

測定点Bの発光が測定点Aよりも遅れて発光する原因について次のように考える。希ガス蛍光ランプ1の放電は、印加電圧の極性が反転する際の急峻な電圧変化が生じる瞬間に発生し、次の急峻な電圧変化までの間は停止するという放電サイクルを繰り返す。また、希ガス蛍光ランプ1は、電極が配設された場所に対応するガラス管11の内表面に、電荷が蓄積されることにより放電が生じやすくなる。点灯期間の初期においては、まず易始動部位15で放電の起点が発生するが、消灯期間にガラス管11の内表面に蓄積された電荷は殆ど消失しているため、放電は希ガス蛍光ランプ1全体に広がらず、易始動部位15周辺のみで発生する。放電が発生した領域ではガラス管11の内表面に電荷が蓄積されるため、次の放電サイクルでも容易に放電が発生し、これが起点となり、さらにその周辺に放電が発生する。このように、放電サイクルを何回か繰り返すことにより、希ガス蛍光ランプ1全体に放電が広がる。この放電サイクルの繰り返しに要する時間が測定点Bの発光の遅れとなる。
また、点灯期間の初期においては、放電が充分に形成されていないため、希ガス蛍光ランプ1のキャパシタンス成分が小さくなる。ランプ電圧波形の平坦部分は、ランプとランプに接続されるトランスのインダクタンス、キャパシタンス成分の共振波形の一部とみなせるので、希ガス蛍光ランプ1のキャパシタンス成分が小さい場合、平坦部分の減衰が大きい電圧波形となる。その結果、極性が切り替わる際の急峻な電圧変化の大きさが小さくなり、希ガス蛍光ランプ1へ供給されるエネルギーが小さくなるため、測定点Bの発光の遅れが大きくなる。
The reason why the light emission at the measurement point B is emitted later than the measurement point A is considered as follows. The discharge of the rare gas fluorescent lamp 1 repeats a discharge cycle that occurs at the moment when a steep voltage change occurs when the polarity of the applied voltage is reversed and stops until the next steep voltage change. Further, the rare gas fluorescent lamp 1 is likely to be discharged due to the accumulation of electric charges on the inner surface of the glass tube 11 corresponding to the place where the electrode is disposed. At the beginning of the lighting period, first, the starting point of the discharge is generated at the easy start portion 15, but since the charge accumulated on the inner surface of the glass tube 11 during the extinguishing period has almost disappeared, the discharge is performed with the rare gas fluorescent lamp 1. It does not spread over the entire area and occurs only around the easily startable portion 15. In the region where the discharge has occurred, charges are accumulated on the inner surface of the glass tube 11, so that the discharge is easily generated in the next discharge cycle, and this is the starting point, and further, a discharge is generated in the vicinity thereof. As described above, the discharge spreads over the entire rare gas fluorescent lamp 1 by repeating the discharge cycle several times. The time required to repeat this discharge cycle is a delay in light emission at the measurement point B.
In addition, since the discharge is not sufficiently formed at the beginning of the lighting period, the capacitance component of the rare gas fluorescent lamp 1 is reduced. Since the flat part of the lamp voltage waveform can be regarded as a part of the resonance waveform of the inductance and capacitance component of the transformer connected to the lamp, when the capacitance component of the rare gas fluorescent lamp 1 is small, the flat part has a large attenuation. It becomes a waveform. As a result, the magnitude of the steep voltage change when the polarity is switched is reduced, and the energy supplied to the rare gas fluorescent lamp 1 is reduced, so that the emission delay at the measurement point B is increased.

このような原因により、バースト調光の周期内における点灯期間初期において、易始動部位15で発生した放電が希ガス蛍光ランプ1の軸方向全体に広がるには時間を要する。従って、図14に示すように、点灯期間の初期において、測定点Aでは直ちに発光が開始するが、測定点Bではそれよりも遅れて発光が開始する。一方、点灯期間終了時では、希ガス蛍光ランプ1全体の放電がほぼ同時に停止するため、測定点A、測定点Bの発光は同時に停止する。従って、点灯期間内の測定点Bの発光時間は、測定点Aに比べて発光の遅れ時間だけ短く、明るさは測定点Aに比べて低くなり、希ガス蛍光ランプ1の軸方向の輝度分布の均一性を悪化させる。また、測定点Bの発光の遅れ時間は、その平均値に対して±40%程度の範囲でばらつく。そのため、測定点Bの明るさはバースト調光の周期毎に変化し、測定点Bの近傍でチラツキが生じる。   For this reason, it takes time for the discharge generated in the easy-start portion 15 to spread in the entire axial direction of the rare gas fluorescent lamp 1 at the beginning of the lighting period within the burst dimming period. Accordingly, as shown in FIG. 14, light emission starts immediately at the measurement point A at the beginning of the lighting period, but light emission starts later than that at the measurement point B. On the other hand, since the discharge of the entire rare gas fluorescent lamp 1 stops almost simultaneously at the end of the lighting period, the light emission at the measurement points A and B stops simultaneously. Therefore, the light emission time at the measurement point B within the lighting period is shorter than the measurement point A by the light emission delay time, the brightness is lower than that at the measurement point A, and the luminance distribution in the axial direction of the rare gas fluorescent lamp 1. Deteriorates the uniformity. Further, the light emission delay time at the measurement point B varies within a range of about ± 40% with respect to the average value. For this reason, the brightness of the measurement point B changes every burst dimming cycle, and flickering occurs in the vicinity of the measurement point B.

本発明の目的は、前記の問題点に鑑み、希ガス蛍光ランプをバースト調光によって減光しても、希ガス蛍光ランプ軸方向の輝度分布の均一性を維持しチラツキを抑制した希ガス蛍光ランプ点灯装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to maintain the uniformity of the luminance distribution in the axial direction of the rare gas fluorescent lamp and suppress flickering even if the rare gas fluorescent lamp is dimmed by burst dimming. The object is to provide a lamp lighting device.

本発明は、前記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第1の手段は、ガラス管の内部にHe、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上の希ガスが封入され、前記ガラス管内面に蛍光体が塗布され、前記ガラス管の軸方向に伸びる電極が配設された希ガス蛍光ランプと、前記電極に交流の高電圧を印加するインバーター回路を有し、該インバーター回路は、スイッチング素子動作信号を出力するインバーター制御回路と、前記スイッチング素子動作信号に従いスイッチング素子をオン、オフ制御することにより直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子回路と、該スイッチング素子回路からの交流電圧を昇圧する昇圧トランスからなり、前記希ガス蛍光ランプの点灯期間と消灯期間を周期的に繰り返し、点灯期間と消灯期間の時間比率を制御してバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数を、定常時における前記スイッチング素子動作信号の周波数よりも高くしたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
第2の手段は、第1の手段において、前記少なくとも一部の期間の初期、前記スイッチング素子動作信号の周波数を漸増させたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
第3の手段は、第1の手段又は第2の手段において、前記バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数から、前記定常時のスイッチング素子動作信号の周波数に戻るに際して、前記スイッチング素子動作信号の周波数の大きさを連続的に変化させることを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
第4の手段は、ガラス管の内部にHe、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上の希ガスが封入され、前記ガラス管内面に蛍光体が塗布され、前記ガラス管の軸方向に伸びる電極が配設された希ガス蛍光ランプと、前記電極に交流の高電圧を印加するインバーター回路を有し、該インバーター回路は、スイッチング素子動作信号を出力するインバーター制御回路と、前記スイッチング素子動作信号に従いスイッチング素子をオン、オフ制御することにより直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子回路と、該スイッチング素子回路からの交流電圧を昇圧する昇圧トランスからなり、前記希ガス蛍光ランプの点灯期間と消灯期間を周期的に繰り返し、点灯期間と消灯期間の時間比率を制御してバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号のデューティー比を、定常時における前記スイッチング素子動作信号のデューティー比よりも高くしたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
第5の手段は、第4の手段において、前記少なくとも一部の期間の初期、前記イッチング素子動作信号のデューティー比を漸増させたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
第6の手段は、第4の手段又は第5の手段において、前記バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号のデューティー比から、前記定常時のスイッチング素子動作信号のデューティー比に戻るに際して、前記スイッチング素子動作信号のデューティー比の大きさを連続的に変化させることを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
第7の手段は、ガラス管の内部にHe、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上の希ガスが封入され、前記ガラス管内面に蛍光体が塗布され、前記ガラス管の軸方向に伸びる電極が配設された希ガス蛍光ランプと、前記電極に交流の高電圧を印加するインバーター回路を有し、該インバーター回路は、スイッチング素子動作信号を出力するインバーター制御回路と、前記スイッチング素子動作信号に従いスイッチング素子をオン、オフ制御することにより直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子回路と、該スイッチング素子回路からの交流電圧を昇圧する昇圧トランスからなり、前記希ガス蛍光ランプの点灯期間と消灯期間を周期的に繰り返し、点灯期間と消灯期間の時間比率を制御してバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比を、定常時における前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比よりも高くしたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
第8の手段は、第7の手段において、前記バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比から、前記定常時のスイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比に戻るに際して、前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比の大きさを連続的に変化させることを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置である。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The first means is that a glass tube is filled with one or more kinds of rare gases of He, Ar, Xe, and Kr, a phosphor is applied to the inner surface of the glass tube, and extends in the axial direction of the glass tube. A rare gas fluorescent lamp provided with an electrode, and an inverter circuit for applying an alternating high voltage to the electrode, the inverter circuit including an inverter control circuit for outputting a switching element operation signal, and the switching element operation signal A switching element circuit that converts a DC voltage into an AC voltage by controlling on and off according to the switching element, and a step-up transformer that boosts the AC voltage from the switching element circuit. A rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming by periodically repeating the period and controlling the time ratio between the lighting period and the extinguishing period The frequency of the switching element operation signal in at least a part of the period from the start of lighting of the burst dimming to the end of the total emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light substantially in the entire axial direction is The noble gas fluorescent lamp lighting device is characterized in that the frequency is higher than the frequency of the switching element operation signal.
A second means is the rare gas fluorescent lamp lighting device according to the first means, wherein the frequency of the switching element operation signal is gradually increased in the initial period of the at least part of the period.
According to a third means, in the first means or the second means, at least within a period from a lighting start time of the burst dimming to a time point when the noble gas fluorescent lamp emits light substantially in the entire axial direction. The frequency of the switching element operation signal is continuously changed when returning from the frequency of the switching element operation signal in a part of the period to the frequency of the switching element operation signal in the steady state. This is a gas fluorescent lamp lighting device.
The fourth means is that a glass tube is filled with one or more kinds of rare gases of He, Ar, Xe, and Kr, a phosphor is applied to the inner surface of the glass tube, and extends in the axial direction of the glass tube. A rare gas fluorescent lamp provided with an electrode, and an inverter circuit for applying an alternating high voltage to the electrode, the inverter circuit including an inverter control circuit for outputting a switching element operation signal, and the switching element operation signal A switching element circuit that converts a DC voltage into an AC voltage by controlling on and off according to the switching element, and a step-up transformer that boosts the AC voltage from the switching element circuit. A rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming by periodically repeating the period and controlling the time ratio between the lighting period and the extinguishing period The duty ratio of the switching element operation signal in at least a part of the period from the start of lighting of burst dimming to the completion of all light emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light in the entire axial direction is determined. A rare gas fluorescent lamp lighting device characterized by having a duty ratio higher than that of the switching element operation signal at all times.
A fifth means is the rare gas fluorescent lamp lighting device according to the fourth means, wherein the duty ratio of the switching element operation signal is gradually increased at the beginning of the at least part of the period.
A sixth means is the fourth means or the fifth means according to the fourth means or the fifth means, at least in a period from a start time of the burst dimming to a complete light emission time when the rare gas fluorescent lamp emits light in the entire axial direction. When returning from the duty ratio of the switching element operation signal during a part of the period to the duty ratio of the switching element operation signal in the steady state, the duty ratio of the switching element operation signal is continuously changed. And a rare gas fluorescent lamp lighting device.
The seventh means is that a glass tube is filled with one or more kinds of rare gases of He, Ar, Xe, and Kr, a phosphor is applied to the inner surface of the glass tube, and extends in the axial direction of the glass tube. A rare gas fluorescent lamp provided with an electrode, and an inverter circuit for applying an alternating high voltage to the electrode, the inverter circuit including an inverter control circuit for outputting a switching element operation signal, and the switching element operation signal A switching element circuit that converts a DC voltage into an AC voltage by controlling on and off according to the switching element, and a step-up transformer that boosts the AC voltage from the switching element circuit. A rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming by periodically repeating the period and controlling the time ratio between the lighting period and the extinguishing period The frequency and duty ratio of the switching element operation signal in at least a part of the period from the start of lighting of burst dimming to the completion of all emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light substantially in the entire axial direction. A rare gas fluorescent lamp lighting device characterized in that it is higher than the frequency and duty ratio of the switching element operation signal in a steady state.
The eighth means is the seventh means according to the seventh aspect, wherein at least a part of a period from a start time of the burst dimming to a complete light emission time when the rare gas fluorescent lamp emits light substantially in the entire axial direction. When returning from the frequency and duty ratio of the switching element operation signal to the frequency and duty ratio of the switching element operation signal in the steady state, continuously changing the magnitude of the frequency and duty ratio of the switching element operation signal. This is a rare gas fluorescent lamp lighting device.

本願発明によれば、スイッチング素子動作信号の周波数、又はデューティー比を高くすることによって、希ガス蛍光ランプの軸方向全体に放電が広がるのを早くすることができる。これによって、易始動部位から離れた場所での発光の遅れを抑制することができ、希ガス蛍光ランプ軸方向輝度分布の均一性を維持することができる。さらに、前記発光の遅れが抑制されることで、遅れ時間のバラツキによる明るさの変化が小さくなり、易始動部位から離れた場所で生じるチラツキを抑制することができる。
また、スイッチング素子動作信号の周波数やデューティー比が高い期間から定常動作期間へ移行する際に、前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比の大きさを、不連続的ではなく連続的に緩やかに変化させることにより、希ガス蛍光ランプの電圧波形が乱れず、放電が不安定になることを防止することができる。
また、スイッチング素子動作信号の周波数やデューティー比が高い期間に発生する高いサージ電圧を抑制することにより、安全面でも優れた希ガス蛍光ランプ点灯装置を提供することができる。
According to the present invention, by increasing the frequency of the switching element operation signal or the duty ratio, it is possible to accelerate the spread of the discharge in the entire axial direction of the rare gas fluorescent lamp. As a result, it is possible to suppress a delay in light emission at a location away from the easily startable portion, and maintain the uniformity of the luminance distribution in the axial direction of the rare gas fluorescent lamp. Further, by suppressing the delay of the light emission, the change in brightness due to the variation in the delay time is reduced, and the flicker that occurs at a place away from the easily startable portion can be suppressed.
In addition, when the switching element operating signal frequency and duty ratio transition from a high period to a steady operating period, the switching element operating signal frequency and duty ratio magnitude change continuously and gradually, not discontinuously. By doing so, the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp is not disturbed, and the discharge can be prevented from becoming unstable.
Further, by suppressing a high surge voltage generated during a period when the frequency and duty ratio of the switching element operation signal are high, it is possible to provide a rare gas fluorescent lamp lighting device that is excellent in terms of safety.

以下、本発明を図1を用いて説明する。図1は、本発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の基本構成を示す図である。   The present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming according to the present invention.

希ガス蛍光ランプ点灯装置は、図1に示すように、直流電源114から供給される数十Vから数百Vの直流電圧が、インバーター回路100にて数十kHz、数kVの交流の高電圧に変換される。この交流の高電圧は、後述する図3(b)に示す希ガス蛍光ランプ1のガラス管11の外面の軸方向に伸びる外部電極12、13へ印加され、点灯電力として供給される。希ガス蛍光ランプ1は、図3(b)に示すように、ガラス管11にて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その外面には軸方向に伸びる外部電極12、13が配置され、その内面には蛍光物質が形成され、He、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上を主成分とする希ガスが所定量封入されている。また、易始動部位15がガラス管11の内部に少なくとも1箇所配置されている。   In the rare gas fluorescent lamp lighting device, as shown in FIG. 1, a DC voltage of several tens to several hundreds V supplied from a DC power source 114 is an AC high voltage of several tens of kHz and several kV by an inverter circuit 100. Is converted to This alternating high voltage is applied to the external electrodes 12 and 13 extending in the axial direction of the outer surface of the glass tube 11 of the rare gas fluorescent lamp 1 shown in FIG. As shown in FIG. 3 (b), the rare gas fluorescent lamp 1 is a straight tubular envelope that is hermetically sealed with a glass tube 11, and an external electrode 12 extending in the axial direction is formed on the outer surface of the envelope. 13 is arranged, a fluorescent material is formed on the inner surface, and a predetermined amount of a rare gas mainly containing one or more of He, Ar, Xe, and Kr is sealed. In addition, at least one easy-start portion 15 is disposed inside the glass tube 11.

インバーター回路100は、直流電圧を交流の高電圧に変換して出力する回路であり、インバーター制御回路102、スイッチング素子回路101、及び昇圧トランス111から構成される。インバーター制御回路102は、スイッチング素子動作信号103を出力する。スイッチング素子動作信号103は、スイッチング素子回路101のスイッチング素子をオン、オフ制御するための周期的なパルス信号である。スイッチング素子回路101は、プッシュプル回路方式、ハーフブリッジ回路方式、フルブリッジ回路方式などで構成され、スイッチング素子動作信号103に従いスイッチング素子をオン、オフ動作させることで、直流電源114からの直流電圧を交流電圧に変換する。この交流電圧は、昇圧トランス111により昇圧され、インバーター回路100の出力電圧になる。バースト調光はバースト調光信号113に合わせて、インバーター回路100を間欠動作させることにより行う。   The inverter circuit 100 is a circuit that converts a DC voltage into an AC high voltage and outputs it, and includes an inverter control circuit 102, a switching element circuit 101, and a step-up transformer 111. The inverter control circuit 102 outputs a switching element operation signal 103. The switching element operation signal 103 is a periodic pulse signal for ON / OFF control of the switching element of the switching element circuit 101. The switching element circuit 101 is configured by a push-pull circuit method, a half-bridge circuit method, a full-bridge circuit method, and the like. Convert to AC voltage. This AC voltage is boosted by the step-up transformer 111 and becomes an output voltage of the inverter circuit 100. Burst dimming is performed by intermittently operating the inverter circuit 100 in accordance with the burst dimming signal 113.

このような希ガス蛍光ランプ点灯装置について、本発明の第1の実施形態を図2ないし図6を用いて説明する。
図2は、本実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図、図3は、図2に示す希ガス蛍光ランプ1の構成を示す図、図4は、図2に示す希ガス蛍光ランプ1を液晶パネルのバックライトとして用いた構成を示す図、図5は、スイッチング素子動作信号103の周波数と発光効率相対値との関係を示す図、図6は、バースト調光信号113、スイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2のオン、オフ状態を表した動作波形、ランプ電圧波形112を示す図である。
With respect to such a rare gas fluorescent lamp lighting device, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
2 is a diagram showing a configuration of a rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming according to the present invention, FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the rare gas fluorescent lamp 1 shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a configuration in which the rare gas fluorescent lamp 1 shown in FIG. 2 is used as a backlight of a liquid crystal panel, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the frequency of the switching element operation signal 103 and the relative value of luminous efficiency, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an operation waveform and a lamp voltage waveform 112 representing ON and OFF states of a burst dimming signal 113, a switching element operation signal 103, and switching elements Q1 and Q2.

図3に示す希ガス蛍光ランプ1は、例えば、ガラス管11にて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体、ハロリン酸塩蛍光体などの蛍光体よりなる蛍光物質14が形成されている。ガラス管11の封着構造はガラス管11の端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば、単にガラス管11を加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるトップシールによって構成することもできる。外部電極12、13は、例えばアルミニウムテープを幅1mmに切断したものが、ガラス管11の外表面における希ガス蛍光ランプ1の中心軸を挟んだ対向位置に貼り付けられて構成されている。また、外部電極12、13は、例えば導電性ペーストをスクリーン印刷し、焼付けて形成したものであってもよい。
なお、このガラス管11の密閉空間には水銀などの金属蒸気を含まないHe、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上を主成分とする希ガスが所定量封入されている。
A rare gas fluorescent lamp 1 shown in FIG. 3 is, for example, a straight tube envelope that is hermetically sealed with a glass tube 11, and fluorescent light such as a rare earth phosphor or a halophosphate phosphor is formed on the inner surface thereof. A fluorescent substance 14 made of a body is formed. The sealing structure of the glass tube 11 is configured by sealing a disc-shaped sealing glass plate to the end of the glass tube 11. For example, the glass tube 11 is simply heated while the glass tube 11 is heated and melted. It can also be constituted by a top seal. The external electrodes 12 and 13 are configured, for example, by cutting an aluminum tape into a width of 1 mm and pasting it on the outer surface of the glass tube 11 at a position facing the central axis of the rare gas fluorescent lamp 1. The external electrodes 12 and 13 may be formed by screen printing and baking a conductive paste, for example.
The sealed space of the glass tube 11 is filled with a predetermined amount of a rare gas whose main component is at least one of He, Ar, Xe, and Kr that does not contain metal vapor such as mercury.

易始動部位15は、導電性物質もしくは易電子放射物質よりなり、放電開始を容易にするために、ガラス管11の内部に少なくとも1箇所配置される。放電は易始動部位15を起点に発生し、そこから連鎖的に希ガス蛍光ランプ1全体に広がる。通常は、ガラス管11の端部等に設けられ、点灯中における光取出効率に影響を与えないようにする。   The easily startable portion 15 is made of a conductive material or an easily electron emitting material, and is disposed at least one place inside the glass tube 11 in order to facilitate the start of discharge. Discharge occurs from the easily startable portion 15 and spreads throughout the rare gas fluorescent lamp 1 from there. Usually, it is provided at the end of the glass tube 11 so as not to affect the light extraction efficiency during lighting.

導電性物質は、材料としては銀、アルミニウム、黒鉛、酸化錫、酸化インジウム、バリウム、ニッケル等を一種以上含んでいる物質か、もしくは前記物質と結合剤との混合物質を適宜使用することができる。易電子放射物質は、材料としてはカーボンナノチューブ、酸化マグネシウム、酸化セシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛等を一種以上含んでいる物質か、もしくは前記物質と結合剤との混合物質を適宜使用することができる。また、形状も特に限定されるものでなく、点状、粒状、角状、帯状のものが適宜使用できる。さらに、ガラス管11の端部に1箇所設けることに限定されず、複数箇所設けることも可能であり、端部以外の部分に易始動部位15を配置することも始動特性を向上させるという意味においては十分可能なことである。
また、易始動部位15は、例えば、ガラス管11に塗布した後に400℃で焼成固着されるが、具備の方法としては、ガラス管11の内面においてガラス材料に直接溶着する方法や塗布による方法、接着剤等による固着などが採用できる。
As the conductive material, a material containing one or more of silver, aluminum, graphite, tin oxide, indium oxide, barium, nickel, or the like as a material, or a mixed material of the material and a binder can be used as appropriate. . As the material for the electron-emitting material, a material containing one or more of carbon nanotubes, magnesium oxide, cesium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, lead oxide or the like, or a mixed material of the above-mentioned material and a binder is appropriately used. be able to. Further, the shape is not particularly limited, and a dot shape, a granular shape, a square shape, or a belt shape can be used as appropriate. Furthermore, it is not limited to providing one place at the end of the glass tube 11, and it is possible to provide a plurality of places. In the meaning of improving the starting characteristics, it is also possible to arrange the easily startable portion 15 in a portion other than the end. Is possible enough.
In addition, the easily startable portion 15 is, for example, fixed by baking at 400 ° C. after being applied to the glass tube 11, and as a method for providing, a method of directly welding to a glass material on the inner surface of the glass tube 11, a method by application, Adhesion with an adhesive or the like can be employed.

また、易始動部位15は、放電空間の一部に狭窄部分を設けて、これより点灯始動性を高めることもできる。また、狭窄部分はガラス管11の内部に内方に向けて突起を形成することにより形成することもできる。外部電極12、13間の放電空間を介して放電させるにあたり、放電空間の一部を他の部分に対して近距離に設計することにより、始動特性を向上させることができる。また、狭窄部分はガラス管11の端部に1箇所設けることに限定されず、複数箇所設けることや、端部以外の部分に設けることも可能である。   Moreover, the easy start part 15 can provide a constriction part in a part of discharge space, and can also improve lighting start property from this. Further, the narrowed portion can be formed by forming a protrusion inwardly in the glass tube 11. When discharging through the discharge space between the external electrodes 12 and 13, the starting characteristics can be improved by designing a part of the discharge space at a short distance from the other part. Further, the narrowed portion is not limited to being provided at one end at the end of the glass tube 11, but can be provided at a plurality of locations or at portions other than the end.

この希ガス蛍光ランプ1は、図4に示すように、一平面が開口し、例えば発泡PETなどの拡散反射シートを内面に配置した金属性の筐体19の底部に、複数個ほぼ均等な間隔で配置されている。そして、筐体19における光照射方向前方側の開口には、拡散板18、光学フィルム17及び液晶パネル16が光照射方向に対してこの順に積重されて設けられている。ここで、拡散板18、光学フィルム17及び液晶パネル16を構成する材質としては、従来から好適に用いられているものが用いられる。   As shown in FIG. 4, the rare gas fluorescent lamp 1 has an opening on one plane, and a plurality of substantially equal intervals are provided at the bottom of a metallic casing 19 having a diffuse reflection sheet such as foamed PET disposed on the inner surface. Is arranged in. A diffusion plate 18, an optical film 17, and a liquid crystal panel 16 are stacked in this order in the light irradiation direction in the opening on the front side in the light irradiation direction of the housing 19. Here, as the material constituting the diffusion plate 18, the optical film 17, and the liquid crystal panel 16, those conventionally used suitably are used.

この希ガス蛍光ランプ点灯装置は、図2に示すように、直流電源114から供給される直流電圧が、インバーター回路100にて交流の高電圧に変換され、希ガス蛍光ランプ1へ点灯電力として供給される。また、インバーター回路100はバースト調光信号113に合わせて間欠動作し、バースト調光を行う。インバーター回路100は、昇圧トランス111、スイッチング素子回路101、インバーター制御回路102から構成され、さらに詳細に説明すると、スイッチング素子回路101はスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子駆動回路2から構成され、インバーター制御回路102はコンパレータ4、比較電圧制御回路5、発振回路6、周波数増大回路7、遅延回路8、タイマー回路9から構成される。   In this rare gas fluorescent lamp lighting device, as shown in FIG. 2, the DC voltage supplied from the DC power supply 114 is converted into an AC high voltage by the inverter circuit 100 and supplied to the rare gas fluorescent lamp 1 as lighting power. Is done. Further, the inverter circuit 100 intermittently operates in accordance with the burst dimming signal 113 to perform burst dimming. The inverter circuit 100 includes a step-up transformer 111, a switching element circuit 101, and an inverter control circuit 102. More specifically, the switching element circuit 101 includes a switching element Q1, a switching element Q2, and a switching element driving circuit 2. The inverter control circuit 102 includes a comparator 4, a comparison voltage control circuit 5, an oscillation circuit 6, a frequency increase circuit 7, a delay circuit 8, and a timer circuit 9.

まず、インバーター制御回路102について説明する。インバーター制御回路102内の発振回路6は、周期的な鋸波形の発振信号を出力し、鋸波形の電圧はコンパレータ4のプラス端子に入力され、マイナス端子には比較電圧制御回路5からの比較電圧が入力される。鋸波形の電圧の駆動信号が比較電圧を上回る場合のみコンパレータ4の出力電圧がHighになる。すなわち、コンパレータ4の出力電圧となるスイッチング素子動作信号103は、比較電圧の大きさによってデューティー比が変化するパルス波形となり、そのデューティー比は、比較電圧が小さいほど大きくなり、比較電圧が大きいほど小さくなる。   First, the inverter control circuit 102 will be described. The oscillation circuit 6 in the inverter control circuit 102 outputs an oscillation signal having a periodic sawtooth waveform. The sawtooth waveform voltage is inputted to the plus terminal of the comparator 4, and the comparison voltage from the comparison voltage control circuit 5 is inputted to the minus terminal. Is entered. Only when the drive signal having the sawtooth voltage exceeds the comparison voltage, the output voltage of the comparator 4 becomes High. That is, the switching element operation signal 103 that becomes the output voltage of the comparator 4 has a pulse waveform whose duty ratio changes depending on the magnitude of the comparison voltage. The duty ratio increases as the comparison voltage decreases, and decreases as the comparison voltage increases. Become.

バースト調光信号113がHighの場合、比較電圧制御回路5内のトランジスタはオフ状態であり、コンパレータ4のマイナス端子に入力される比較電圧はVref×R2/(R1+R2)になる。この比較電圧Vref×R2/(R1+R2)は発振回路6の発振信号である鋸波形のピーク電圧より小さい。よって、コンパレータ4はこの比較電圧の大きさに対応したデューティー比のパルス波形であるスイッチング素子動作信号103を出力し、希ガス蛍光ランプ1を点灯する。バースト調光信号113がLowの場合、比較電圧制御回路5内のトランジスタはオン状態になり、比較電圧はVrefとほぼ同じ大きさになる。Vrefの大きさは発振回路6の発振信号である鋸波形のピーク電圧よりも大きく設定しているので、コンパレータ4のパルス波形出力であるスイッチング素子動作信号103は停止し、希ガス蛍光ランプ1は消灯する。   When the burst dimming signal 113 is High, the transistor in the comparison voltage control circuit 5 is in an OFF state, and the comparison voltage input to the minus terminal of the comparator 4 is Vref × R2 / (R1 + R2). This comparison voltage Vref × R2 / (R1 + R2) is smaller than the peak voltage of the sawtooth waveform that is the oscillation signal of the oscillation circuit 6. Therefore, the comparator 4 outputs the switching element operation signal 103 which is a pulse waveform having a duty ratio corresponding to the magnitude of the comparison voltage, and turns on the rare gas fluorescent lamp 1. When the burst dimming signal 113 is Low, the transistors in the comparison voltage control circuit 5 are turned on, and the comparison voltage is almost the same as Vref. Since the magnitude of Vref is set larger than the peak voltage of the sawtooth waveform that is the oscillation signal of the oscillation circuit 6, the switching element operation signal 103 that is the pulse waveform output of the comparator 4 is stopped, and the rare gas fluorescent lamp 1 is Turns off.

さらに、インバーター制御回路102は、スイッチング素子動作信号103の周波数増大期間の大きさを制御するタイマー回路9、スイッチング素子動作信号103の周波数を、周波数増大期間終了時から推移期間を経て定常動作期間へ連続的に変化させるための遅延回路8、発振回路6のタイミング抵抗の大きさを一時的に下げ、周波数を増大させるための周波数増大回路7を備えている。発振回路6の周波数は、タイミング抵抗RTとタイミング容量CTの大きさによって決まり、タイミング抵抗RTと発振周波数は反比例の関係にある。バースト調光信号113は比較電圧制御回路5とタイマー回路9に入力される。   Further, the inverter control circuit 102 controls the timer circuit 9 for controlling the magnitude of the frequency increase period of the switching element operation signal 103, and changes the frequency of the switching element operation signal 103 from the end of the frequency increase period to the steady operation period through the transition period. A delay circuit 8 for continuously changing and a frequency increasing circuit 7 for temporarily decreasing the timing resistance of the oscillation circuit 6 and increasing the frequency are provided. The frequency of the oscillation circuit 6 is determined by the size of the timing resistor RT and the timing capacitor CT, and the timing resistor RT and the oscillation frequency are in an inversely proportional relationship. The burst dimming signal 113 is input to the comparison voltage control circuit 5 and the timer circuit 9.

バースト調光信号113がHighになると、比較電圧制御回路5内のトランジスタがOFFするのと同時に、タイマー回路9の出力はHighになる。そして遅延回路8のコンデンサは直ちに充電され、周波数増大回路7のトランジスタはON状態になる。その結果、発振回路6のタイミング抵抗は、R4とRTとの並列抵抗の大きさになり、タイミング抵抗値と反比例の関係にあるスイッチング素子動作信号103の動作周波数は増大する。次に、タイマー回路9の設定時間が経過するとタイマー回路9の出力はLowになる。タイマー回路9の設定時間は、バースト調光の点灯開始時点から希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までに要した時間を、あらかじめ実験により求めた大きさである。タイマー回路9の出力がLowになると、遅延回路8のコンデンサ電圧はコンデンサと抵抗の時定数に従い徐々に低下し、周波数増大回路7のトランジスタのコレクタ、エミッタ間の抵抗は徐々に大きくなり、周波数は連続的に緩やかに減少する。トランジスタが完全にOFFになると、タイミング抵抗はRTとなるのでスイッチング素子動作信号103の動作周波数は定常の大きさに戻る。このようにスイッチング素子動作信号103の動作周波数が増大した状態から徐々に減少して定常の大きさに戻るまでの推移期間は、遅延回路8を構成するコンデンサと抵抗の時定数により適宜設定される。   When the burst dimming signal 113 becomes High, the output of the timer circuit 9 becomes High at the same time as the transistor in the comparison voltage control circuit 5 is turned OFF. The capacitor of the delay circuit 8 is immediately charged and the transistor of the frequency increasing circuit 7 is turned on. As a result, the timing resistance of the oscillation circuit 6 becomes the magnitude of the parallel resistance of R4 and RT, and the operating frequency of the switching element operation signal 103 that is inversely proportional to the timing resistance value increases. Next, when the set time of the timer circuit 9 elapses, the output of the timer circuit 9 becomes Low. The set time of the timer circuit 9 is a size obtained by experiments in advance for the time required from the lighting start time of the burst dimming to the time when the rare gas fluorescent lamp 1 emits light almost in the entire axial direction. When the output of the timer circuit 9 becomes Low, the capacitor voltage of the delay circuit 8 gradually decreases according to the time constant of the capacitor and the resistance, the resistance between the collector and emitter of the transistor of the frequency increasing circuit 7 gradually increases, and the frequency is Decreases gradually continuously. When the transistor is completely turned off, the timing resistance becomes RT, so that the operating frequency of the switching element operation signal 103 returns to a steady magnitude. In this way, the transition period from the state in which the operating frequency of the switching element operation signal 103 increases to the time when the switching element operation signal 103 gradually decreases and returns to a steady magnitude is appropriately set according to the time constants of the capacitors and resistors constituting the delay circuit 8. .

続いて、スイッチング素子回路101、昇圧トランス111について説明する。スイッチング素子動作信号103は、スイッチング素子回路101内のスイッチング素子駆動回路2に入力される。スイッチング素子駆動回路2は、スイッチング素子動作信号103がHighになるとスイッチング素子Q1又はQ2の何れか一方をオンにする。続いてスイッチング素子動作信号103がLowになるとスイッチング素子Q1とQ2の両方をオフにする。さらに続いてスイッチング素子動作信号103がHighになると、前回にオンしたスイッチング素子ではない方のスイッチング素子をオンにする。このようなスイッチング動作を繰り返すことにより、昇圧トランス111の一次側へ加わる電圧の極性を周期的に反転させ、昇圧トランス111の二次側から交流の高電圧を発生させる。   Subsequently, the switching element circuit 101 and the step-up transformer 111 will be described. The switching element operation signal 103 is input to the switching element drive circuit 2 in the switching element circuit 101. When the switching element operation signal 103 becomes High, the switching element drive circuit 2 turns on one of the switching elements Q1 and Q2. Subsequently, when the switching element operation signal 103 becomes Low, both the switching elements Q1 and Q2 are turned off. Subsequently, when the switching element operation signal 103 becomes High, the switching element that is not the switching element that was previously turned on is turned on. By repeating such a switching operation, the polarity of the voltage applied to the primary side of the step-up transformer 111 is periodically inverted, and an alternating high voltage is generated from the secondary side of the step-up transformer 111.

希ガス蛍光ランプ1の放電は、印加電圧の極性が反転する際の急峻な電圧変化が生じる瞬間に発生し、次の急峻な電圧変化までの間は停止するという放電サイクルを繰り返す。易始動部位15で放電の基点が発生した後、全体に放電を広げるには放電サイクルを複数回繰り返す必要がある。スイッチング素子動作信号103の周波数を増大させえることにより、単位時間当たりの放電サイクルの回数を増やすことになり、放電の広がりを早めることができる。   The discharge of the rare gas fluorescent lamp 1 repeats a discharge cycle that occurs at the moment when a steep voltage change occurs when the polarity of the applied voltage is reversed and stops until the next steep voltage change. After the discharge starting point is generated at the easy start portion 15, it is necessary to repeat the discharge cycle a plurality of times in order to spread the discharge throughout. By increasing the frequency of the switching element operation signal 103, the number of discharge cycles per unit time can be increased, and the spread of discharge can be accelerated.

これより、易始動部位15から離れた場所での発光の遅れを抑制することができ、希ガス蛍光ランプ1の軸方向輝度分布の均一性を維持することができる。さらに、発光の遅れが抑制されることで、遅れ時間のバラツキの大きさが小さくなる。そのため、遅れ時間のバラツキによる明るさの変化が小さくなり、易始動部位15から離れた場所で生じるチラツキを抑制することができる。   As a result, it is possible to suppress a delay in light emission at a location away from the easy-to-start portion 15 and maintain the uniformity of the axial luminance distribution of the rare gas fluorescent lamp 1. Furthermore, since the delay in light emission is suppressed, the variation in the delay time is reduced. Therefore, the change in brightness due to variations in the delay time is reduced, and flickering that occurs at a location away from the easy-start portion 15 can be suppressed.

図5は、スイッチング素子動作信号103の周波数と、希ガス蛍光ランプ1の発光効率相対値との関係を示す図である。
同図に示すように、スイッチング素子動作信号103の周波数が100kHzの場合に発光効率が極大となるので、定常動作は100kHz前後で行うのが望ましい。周波数を増大する場合、周波数が発光効率の高い大きさから一時的に外れるため、周波数が増大した状態を必要以上に長く続けると、全体の発光効率が低下する。従って、スイッチング素子動作信号103の周波数の増大期間は、バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間の大きさに留めることにより、発光効率の低下を最小限に留めることができる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the frequency of the switching element operation signal 103 and the relative luminous efficiency value of the rare gas fluorescent lamp 1.
As shown in the figure, since the luminous efficiency is maximized when the frequency of the switching element operation signal 103 is 100 kHz, the steady operation is preferably performed at around 100 kHz. When the frequency is increased, the frequency temporarily deviates from the high light emission efficiency. Therefore, if the state in which the frequency is increased is continued longer than necessary, the overall light emission efficiency is lowered. Therefore, the increase period of the frequency of the switching element operation signal 103 is limited to the period from the start of the lighting period of burst dimming until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light over the entire axial direction, thereby improving the luminous efficiency. Can be kept to a minimum.

また、スイッチング素子動作信号103の周波数の増大期間から定常動作期間への大きさの変化を不連続的に行うと、希ガス蛍光ランプ1の電圧波形が乱れ放電が不安定になる恐れがある。従って、スイッチング素子動作信号103の周波数の増大期間から定常動作期間へ移行させる際に、図2に示すような遅延回路8を設けることにより、推移期間に周波数の大きさを連続的に緩やかに変化させることで、電圧を安定して供給することができ、希ガス蛍光ランプ1の電圧波形が乱れず、放電が不安定になることを防止することができる。   In addition, if the magnitude of the switching element operation signal 103 is changed from the frequency increase period to the steady operation period discontinuously, the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp 1 may be disturbed and the discharge may become unstable. Accordingly, when the switching element operation signal 103 is shifted from the frequency increase period to the steady operation period, by providing the delay circuit 8 as shown in FIG. 2, the magnitude of the frequency continuously and gradually changes during the transition period. By doing so, the voltage can be supplied stably, the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp 1 is not disturbed, and it is possible to prevent the discharge from becoming unstable.

図6は、バースト調光の点灯期間の始まりから周波数増大期間、推移期間を経て定常動作期間へ至るまでの、バースト調光信号113、スイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2のオン、オフ状態を表した動作波形、ランプ電圧波形112を示した図である。
スイッチング素子Q1、Q2は、スイッチング素子動作信号103が入力されたスイッチング素子駆動回路2の動作に従い、交互にオンになる。ランプ電圧波形112は、スイッチング素子Q1、又はQ2がオンになる度に、極性が切り替わり、急峻な電圧変化が起こる。バースト調光信号113の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間、周波数増大期間となり、スイッチング素子動作信号103の周波数が増大し、ランプ電圧波形112の急峻な電圧変化が生じる周波数も増大する。続いて推移期間に入り、スイッチング素子動作信号103の周波数の大きさは緩やかに連続的に変化する。定常動作期間では、スイッチング素子動作信号103の周波数は、定常の周波数に戻り、ランプ電圧波形112の急峻な電圧変化が生じる周波数も定常に戻る。
FIG. 6 shows on / off of the burst dimming signal 113, the switching element operation signal 103, and the switching elements Q1 and Q2 from the start of the burst dimming lighting period to the steady operation period through the frequency increase period and transition period. It is the figure which showed the operation waveform and lamp voltage waveform 112 showing a state.
The switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on according to the operation of the switching element driving circuit 2 to which the switching element operation signal 103 is input. The polarity of the ramp voltage waveform 112 changes every time the switching element Q1 or Q2 is turned on, and a steep voltage change occurs. The period from the start of the lighting period of the burst dimming signal 113 until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light in the entire axial direction is a frequency increasing period, the frequency of the switching element operation signal 103 is increased, and the lamp voltage waveform 112 The frequency at which a steep voltage change occurs also increases. Subsequently, during the transition period, the magnitude of the frequency of the switching element operation signal 103 changes gradually and continuously. In the steady operation period, the frequency of the switching element operation signal 103 returns to the steady frequency, and the frequency at which the steep voltage change of the ramp voltage waveform 112 returns to the steady state.

以上のように、本実施形態の発明に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置では、バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間のスイッチング素子動作信号103の周波数を高め、高い周波数状態から緩やかに連続的に周波数が変化する推移期間を経て、スイッチング素子動作信号103の周波数を定常に戻す。これより、バースト調光の点灯期間の初期の一定期間において単位時間当たりのランプ電圧波形112の急峻な電圧変化の回数を増やすことになり、放電の広がりを早めることができるので、易始動部位15から離れた場所での発光の遅れを抑制することができ、希ガス蛍光ランプ1の軸方向輝度分布の均一性を維持することができる。さらに、発光の遅れが抑制されることで、遅れ時間のバラツキによる明るさの変化が小さくなり、易始動部位15から離れた場所で生じるチラツキを抑制することができる。また、スイッチング素子動作信号103の周波数が高い期間から低い期間へ緩やかに連続的に変化させるので、希ガス蛍光ランプ1の電圧波形が乱れず、放電が不安定になることを防止することができる。   As described above, in the rare gas fluorescent lamp lighting device according to the invention of the present embodiment, the switching element operation in the period from the start of the burst dimming period until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light in the entire axial direction. The frequency of the signal 103 is increased, and the frequency of the switching element operation signal 103 is returned to a steady state after a transition period in which the frequency changes gradually and continuously from a high frequency state. As a result, the number of sharp voltage changes of the lamp voltage waveform 112 per unit time in the initial fixed period of the burst dimming period can be increased, and the spread of discharge can be accelerated. It is possible to suppress a delay in light emission at a location away from the light source, and to maintain the uniformity of the axial luminance distribution of the rare gas fluorescent lamp 1. Further, by suppressing the delay in light emission, the change in brightness due to the variation in the delay time is reduced, and flicker that occurs at a location away from the easily startable portion 15 can be suppressed. Further, since the frequency of the switching element operation signal 103 is gradually and continuously changed from a high period to a low period, the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp 1 is not disturbed and it is possible to prevent the discharge from becoming unstable. .

次に、本発明の第2の実施形態を図7ないし図9を用いて説明する。
図7は、本実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図、図8は、スイッチング素子動作信号103のデューティー比と発光効率相対値との関係を示す図、図9はバースト調光信号113、スイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2のオン、オフ状態を表した動作波形、ランプ電圧波形112を示した図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming according to the invention of the present embodiment, and FIG. 8 shows the relationship between the duty ratio of the switching element operation signal 103 and the relative value of luminous efficiency. FIGS. 9A and 9B are diagrams showing the burst dimming signal 113, the switching element operation signal 103, the operation waveforms representing the on / off states of the switching elements Q1 and Q2, and the ramp voltage waveform 112. FIG.

希ガス蛍光ランプ1の構成は第1の実施形態のものと同様であるので説明を省略する。
希ガス蛍光ランプ点灯装置は、図7に示すように、直流電源114から供給される直流電圧が、インバーター回路100にて交流の高電圧に変換され、希ガス蛍光ランプ1へ点灯電力として供給される。また、インバーター回路100はバースト調光信号113に合わせて間欠動作し、バースト調光を行う。インバーター回路100は、昇圧トランス111、スイッチング素子回路101、インバーター制御回路102から構成され、さらに詳細に説明すると、スイッチング素子回路101はスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子駆動回路2から構成され、インバーター制御回路102はコンパレータ4、比較電圧制御回路5、発振回路6、遅延回路8、タイマー回路9、スイッチング素子デューティー比増大回路20から構成される。
Since the configuration of the rare gas fluorescent lamp 1 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
In the rare gas fluorescent lamp lighting device, as shown in FIG. 7, the DC voltage supplied from the DC power supply 114 is converted into an AC high voltage by the inverter circuit 100 and supplied to the rare gas fluorescent lamp 1 as lighting power. The Further, the inverter circuit 100 intermittently operates in accordance with the burst dimming signal 113 to perform burst dimming. The inverter circuit 100 includes a step-up transformer 111, a switching element circuit 101, and an inverter control circuit 102. More specifically, the switching element circuit 101 includes a switching element Q1, a switching element Q2, and a switching element driving circuit 2. The inverter control circuit 102 includes a comparator 4, a comparison voltage control circuit 5, an oscillation circuit 6, a delay circuit 8, a timer circuit 9, and a switching element duty ratio increasing circuit 20.

まず、インバーター制御回路102について説明する。インバーター制御回路102内の発振回路6は、周期的な鋸波形の発振信号を出力し、鋸波形の電圧はコンパレータ4のプラス端子に入力され、マイナス端子には比較電圧制御回路5からの比較電圧が入力される。鋸波形の電圧の駆動信号が比較電圧を上回る場合のみコンパレータ4の出力電圧がHighになる。すなわち、コンパレータ4の出力電圧となるスイッチング素子動作信号103は、比較電圧の大きさによってデューティー比が変化するパルス波形となり、そのデューティー比は、比較電圧が小さいほど大きくなり、比較電圧が大きいほど小さくなる。   First, the inverter control circuit 102 will be described. The oscillation circuit 6 in the inverter control circuit 102 outputs an oscillation signal having a periodic sawtooth waveform. The sawtooth waveform voltage is inputted to the plus terminal of the comparator 4, and the comparison voltage from the comparison voltage control circuit 5 is inputted to the minus terminal. Is entered. Only when the drive signal having the sawtooth voltage exceeds the comparison voltage, the output voltage of the comparator 4 becomes High. That is, the switching element operation signal 103 that becomes the output voltage of the comparator 4 has a pulse waveform whose duty ratio changes depending on the magnitude of the comparison voltage. The duty ratio increases as the comparison voltage decreases, and decreases as the comparison voltage increases. Become.

バースト調光信号113がHighの場合、比較電圧制御回路5内のトランジスタはオフ状態であり、コンパレータ4のマイナス端子に入力される比較電圧はVref×R2/(R1+R2)になる。この比較電圧Vref×R2/(R1+R2)は発振回路6の発振信号である鋸波形のピーク電圧より小さい。よって、コンパレータ4はこの比較電圧の大きさに対応したデューティー比のパルス波形であるスイッチング素子動作信号103を出力し、希ガス蛍光ランプ1を点灯する。バースト調光信号113がLowの場合、比較電圧制御回路5内のトランジスタはオン状態になり、比較電圧はVrefとほぼ同じ大きさになる。Vrefの大きさは発振回路6の出力信号である鋸波形のピーク電圧よりも大きく設定しているので、コンパレータ4のパルス波形出力であるスイッチング素子動作信号103は停止し、希ガス蛍光ランプ1は消灯する。   When the burst dimming signal 113 is High, the transistor in the comparison voltage control circuit 5 is in an OFF state, and the comparison voltage input to the minus terminal of the comparator 4 is Vref × R2 / (R1 + R2). This comparison voltage Vref × R2 / (R1 + R2) is smaller than the peak voltage of the sawtooth waveform that is the oscillation signal of the oscillation circuit 6. Therefore, the comparator 4 outputs the switching element operation signal 103 which is a pulse waveform having a duty ratio corresponding to the magnitude of the comparison voltage, and turns on the rare gas fluorescent lamp 1. When the burst dimming signal 113 is Low, the transistors in the comparison voltage control circuit 5 are turned on, and the comparison voltage is almost the same as Vref. Since the magnitude of Vref is set larger than the peak voltage of the sawtooth waveform that is the output signal of the oscillation circuit 6, the switching element operation signal 103 that is the pulse waveform output of the comparator 4 is stopped, and the rare gas fluorescent lamp 1 is Turns off.

さらに、インバーター制御回路102は、スイッチング素子動作信号103のデューティー比増大期間の大きさを制御するタイマー回路9、スイッチング素子動作信号103のデューティー比を、周波数増大期間終了時から推移期間を経て定常動作期間へ連続的に変化させるための遅延回路8、コンパレータ4へ入力される比較電圧を一時的に下げ、スイッチング素子動作信号103のデューティー比を増大させるスイッチング素子デューティー比増大回路20を備えている。バースト調光信号113は比較電圧制御回路5とタイマー回路9に入力される。   Further, the inverter control circuit 102 operates the timer circuit 9 for controlling the magnitude of the duty ratio increase period of the switching element operation signal 103, and changes the duty ratio of the switching element operation signal 103 from the end of the frequency increase period to the steady operation through the transition period. A delay circuit 8 for continuously changing the period, and a switching element duty ratio increasing circuit 20 for temporarily reducing the comparison voltage input to the comparator 4 and increasing the duty ratio of the switching element operation signal 103 are provided. The burst dimming signal 113 is input to the comparison voltage control circuit 5 and the timer circuit 9.

バースト調光信号113がHighになると、比較電圧制御回路5内のトランジスタがオフするのと同時に、タイマー回路9の出力はHighになる。そして遅延回路8のコンデンサは直ちに充電され、スイッチング素子デューティー比増大回路20のトランジスタはオン状態になる。その結果、コンパレータ4のマイナス端子へ入力される比較電圧が低下し、スイッチング素子動作信号103のデューティー比は増大する。次に、タイマー回路9の設定時間が経過するとタイマー回路9の出力はLowになる。タイマー回路9の設定時間は、バースト調光の点灯開始時点から希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までに要した時間を、あらかじめ実験により求めた大きさである。タイマー回路9の出力がLowになると遅延回路8のコンデンサ電圧はコンデンサと抵抗の時定数に従い徐々に低下し、スイッチング素子デューティー比増大回路20のトランジスタのコレクタ、エミッタ間の抵抗は徐々に大きくなり、デューティー比は連続的に緩やかに減少する。トランジスタが完全にオフになると、比較電圧はVref×R2/(R1+R2)となるので、スイッチング素子動作信号103のデューティー比は定常の大きさに戻る。このようにスイッチング素子動作信号103のデューティー比が増大した状態から徐々に減少して定常の大きさに戻るまでの推移期間は、遅延回路8を構成するコンデンサと抵抗の時定数により適宜設定される。
スイッチング素子回路101、昇圧トランス111については、第1の実施形態と同様となるので説明を省略する。
When the burst dimming signal 113 becomes High, the transistor in the comparison voltage control circuit 5 is turned off, and at the same time, the output of the timer circuit 9 becomes High. The capacitor of the delay circuit 8 is immediately charged, and the transistor of the switching element duty ratio increasing circuit 20 is turned on. As a result, the comparison voltage input to the negative terminal of the comparator 4 decreases, and the duty ratio of the switching element operation signal 103 increases. Next, when the set time of the timer circuit 9 elapses, the output of the timer circuit 9 becomes Low. The set time of the timer circuit 9 is a size obtained by experiments in advance for the time required from the lighting start time of the burst dimming to the time when the noble gas fluorescent lamp 1 emits light almost in the entire axial direction. When the output of the timer circuit 9 becomes Low, the capacitor voltage of the delay circuit 8 gradually decreases according to the time constant of the capacitor and the resistance, and the resistance between the collector and emitter of the transistor of the switching element duty ratio increasing circuit 20 gradually increases. The duty ratio decreases gradually and continuously. When the transistor is completely turned off, the comparison voltage becomes Vref × R2 / (R1 + R2), so that the duty ratio of the switching element operation signal 103 returns to a steady level. Thus, the transition period from the state in which the duty ratio of the switching element operation signal 103 increases to the time when it gradually decreases and returns to a steady magnitude is appropriately set according to the time constants of the capacitors and resistors constituting the delay circuit 8. .
Since the switching element circuit 101 and the step-up transformer 111 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

矩形波電圧による点灯の場合、放電の起点が易始動部位15で発生した点灯直後のような段階では、放電が充分に形成されていないため、希ガス蛍光ランプ1のキャパシタンス成分が小さく、ランプ電圧波形112は矩形波電圧波形の平坦部の減衰が大きい波形となる。しかし、バースト調光の点灯期間の初期の一定期間においてスイッチング素子動作信号103のデューティーを高くすることで、放電が充分に形成されていなくても、ランプ電圧波形112の平坦部の減衰を抑制することができる。その結果、極性が切り替わる際の急峻な電圧変化の大きさを確保することができ、希ガス蛍光ランプ1へ充分なエネルギーを供給し得るランプ電圧波形112を形成できるため、放電の広がりを早めることができる。   In the case of lighting with a rectangular wave voltage, the discharge component is not sufficiently formed at the stage immediately after lighting when the starting point of the discharge is generated at the easily startable portion 15, so that the capacitance component of the rare gas fluorescent lamp 1 is small and the lamp voltage. The waveform 112 has a large attenuation at the flat portion of the rectangular wave voltage waveform. However, by increasing the duty of the switching element operation signal 103 in the initial fixed period of the burst dimming period, the attenuation of the flat part of the lamp voltage waveform 112 is suppressed even when the discharge is not sufficiently formed. be able to. As a result, the magnitude of a steep voltage change when the polarity is switched can be ensured, and the lamp voltage waveform 112 capable of supplying sufficient energy to the rare gas fluorescent lamp 1 can be formed, so that the discharge spread can be accelerated. Can do.

これより、易始動部位15から離れた場所での発光の遅れを抑制することができ、希ガス蛍光ランプ1の軸方向輝度分布の均一性を維持することができる。さらに、発光の遅れが抑制されることで、遅れ時間のバラツキによる明るさの変化が小さくなり、易始動部位15から離れた場所で生じるチラツキを抑制することができる。   As a result, it is possible to suppress a delay in light emission at a location away from the easy-to-start portion 15 and maintain the uniformity of the axial luminance distribution of the rare gas fluorescent lamp 1. Further, by suppressing the delay in light emission, the change in brightness due to the variation in the delay time is reduced, and flicker that occurs at a location away from the easily startable portion 15 can be suppressed.

図8は、スイッチング素子動作信号103のデューティー比と発光効率相対値との関係を示す図である。
同図に示すように、スイッチング素子動作信号103のデューティー比が20%の場合に発光効率が極大となるので、定常動作は20%前後で行うのが望ましい。デューティー比を増大する場合、デューティー比が発光効率の高い大きさから一時的に外れるため、デューティー比が増大した状態を必要以上に長く続けると、全体の発光効率が低下する。従って、スイッチング素子動作信号103のデューティー比の増大期間は、バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間の大きさに留めることにより、発光効率の低下を最小限に留めることができる。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the duty ratio of the switching element operation signal 103 and the relative value of the light emission efficiency.
As shown in the figure, the luminous efficiency is maximized when the duty ratio of the switching element operation signal 103 is 20%. Therefore, the steady operation is desirably performed at around 20%. When the duty ratio is increased, the duty ratio temporarily deviates from the high light emission efficiency. Therefore, if the increased duty ratio is continued longer than necessary, the overall light emission efficiency is lowered. Therefore, the increase period of the duty ratio of the switching element operation signal 103 is limited to the period from the start of the burst dimming lighting period until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light in the entire axial direction. The reduction in efficiency can be minimized.

また、スイッチング素子動作信号103のデューティー比の増大期間から定常動作期間への大きさの変化を不連続的に行うと、希ガス蛍光ランプ1のランプ電圧波形112の電圧波形が乱れ放電が不安定になる恐れがある。従って、スイッチング素子動作信号103のデューティー比の増大期間から定常動作期間へ移行させる際に、図7に示すような遅延回路8を設けることにより、推移期間にデューティー比の大きさを連続的に緩やかに変化させることで、電圧を安定して供給することができ、希ガス蛍光ランプ1の電圧波形が乱れず、放電が不安定になることを防止することができる。   In addition, when the change in the magnitude of the switching element operation signal 103 from the increasing period of the duty ratio to the steady operation period is performed discontinuously, the voltage waveform of the lamp voltage waveform 112 of the rare gas fluorescent lamp 1 is disturbed and the discharge is unstable. There is a risk of becoming. Therefore, when shifting from the increasing period of the duty ratio of the switching element operation signal 103 to the steady operation period, by providing the delay circuit 8 as shown in FIG. 7, the magnitude of the duty ratio is continuously moderated during the transition period. By changing to, the voltage can be supplied stably, the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp 1 is not disturbed, and the discharge can be prevented from becoming unstable.

図9は、バースト調光の点灯期間の始まりからデューティー比増大期間、推移期間を経て定常動作期間へ至るまでの、バースト調光信号113、スイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2のオン、オフ状態を表した動作波形、ランプ電圧波形112を示した図である。
スイッチング素子Q1、Q2は、スイッチング素子動作信号103に従い、交互にオンになる。ランプ電圧波形112は、スイッチング素子Q1、又はQ2がオンになる度に、極性が切り替わり、急峻な電圧変化が起こる。バースト調光信号113の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間、デューティー比増大期間となり、スイッチング素子動作信号103のデューティー比が増大し、スイッチング素子Q1、Q2のオン時間が長くなり、ランプ電圧波形112の平坦部の減衰を抑制することができる。続いて推移期間に入り、スイッチング素子動作信号103のデューティー比の大きさは緩やかに連続的に変化する。定常動作期間では、スイッチング素子動作信号103のデューティー比は、定常のデューティー比に戻るが、放電は全体に広がっているので、ランプ電圧波形112の平坦部の減衰は小さい。
FIG. 9 shows the ON state of the burst dimming signal 113, the switching element operation signal 103, the switching elements Q1 and Q2, from the start of the lighting period of burst dimming to the steady operation period through the duty ratio increasing period and transition period. It is the figure which showed the operation waveform and the lamp voltage waveform 112 showing the OFF state.
The switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on according to the switching element operation signal 103. The polarity of the ramp voltage waveform 112 changes every time the switching element Q1 or Q2 is turned on, and a steep voltage change occurs. The period from the start of the lighting period of the burst dimming signal 113 until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light substantially in the entire axial direction is a duty ratio increasing period, the duty ratio of the switching element operation signal 103 is increased, and the switching element Q1 , The on time of Q2 becomes longer, and the attenuation of the flat portion of the ramp voltage waveform 112 can be suppressed. Subsequently, during the transition period, the magnitude of the duty ratio of the switching element operation signal 103 changes gradually and continuously. In the steady operation period, the duty ratio of the switching element operation signal 103 returns to the steady duty ratio, but since the discharge spreads over the whole, the attenuation of the flat portion of the lamp voltage waveform 112 is small.

以上のように、本実施形態の発明に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置では、バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間のスイッチング素子動作信号103のデューティー比を高め、高いデューティー比の状態から徐々に連続的にデューティー比が変化する推移期間を経て、スイッチング素子動作信号103のデューティー比を定常に戻す。これより、点灯直後でも希ガス蛍光ランプ1へ充分なエネルギーを供給し得るランプ電圧波形112を形成できるため、放電の広がりを早めることができるので、易始動部位15から離れた場所での発光の遅れを抑制することができ、希ガス蛍光ランプ1の軸方向輝度分布の均一性を維持することができる。さらに、発光の遅れが抑制されることで、遅れ時間のバラツキによる明るさの変化が小さくなり、易始動部位15から離れた場所で生じるチラツキを抑制することができる。また、スイッチング素子動作信号103のデューティー比が高い期間から低い期間へ緩やかに連続的に変化させるので、希ガス蛍光ランプ1の電圧波形が乱れず、放電が不安定になることを防止することができる。   As described above, in the rare gas fluorescent lamp lighting device according to the invention of the present embodiment, the switching element operation in the period from the start of the burst dimming period until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light in the entire axial direction. The duty ratio of the signal 103 is increased, and the duty ratio of the switching element operation signal 103 is returned to a steady state through a transition period in which the duty ratio changes gradually and continuously from a high duty ratio state. Thus, since the lamp voltage waveform 112 that can supply sufficient energy to the rare gas fluorescent lamp 1 immediately after lighting can be formed, the spread of the discharge can be accelerated, so that the emission of light at a place away from the easily startable portion 15 can be achieved. The delay can be suppressed, and the uniformity of the axial luminance distribution of the rare gas fluorescent lamp 1 can be maintained. Further, by suppressing the delay in light emission, the change in brightness due to the variation in the delay time is reduced, and flicker that occurs at a location away from the easily startable portion 15 can be suppressed. Moreover, since the duty ratio of the switching element operation signal 103 is gradually and continuously changed from a high period to a low period, the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp 1 is not disturbed and the discharge can be prevented from becoming unstable. it can.

次に、本発明の第3の実施形態を図10及び図11を用いて説明する。
図10は、本実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図、図11は、バースト調光信号113、スイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2の動作波形、ランプ電圧波形112を示した図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming according to the invention of this embodiment, and FIG. 11 shows burst dimming signal 113, switching element operation signal 103, and switching elements Q1 and Q2. FIG. 6 is a diagram showing an operation waveform and a ramp voltage waveform 112.

希ガス蛍光ランプ1の構成は第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
この希ガス蛍光ランプ点灯装置は、図10に示すように、直流電源114から供給される直流電圧が、インバーター回路100にて交流の高電圧に変換され、希ガス蛍光ランプ1へ点灯電力として供給される。また、インバーター回路100はバースト調光信号113に合わせて間欠動作し、バースト調光を行う。インバーター回路100は、昇圧トランス111、スイッチング素子回路101、インバーター制御回路102から構成され、さらに詳細に説明すると、スイッチング素子回路101はスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子駆動回路2から構成され、インバーター制御回路102はコンパレータ4、比較電圧制御回路5、発振回路6、周波数増大回路7、遅延回路8、タイマー回路9、スイッチング素子デューティー比増大回路20から構成される。
Since the configuration of the rare gas fluorescent lamp 1 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
In this rare gas fluorescent lamp lighting device, as shown in FIG. 10, the DC voltage supplied from the DC power supply 114 is converted into an AC high voltage by the inverter circuit 100 and supplied to the rare gas fluorescent lamp 1 as lighting power. Is done. Further, the inverter circuit 100 intermittently operates in accordance with the burst dimming signal 113 to perform burst dimming. The inverter circuit 100 includes a step-up transformer 111, a switching element circuit 101, and an inverter control circuit 102. More specifically, the switching element circuit 101 includes a switching element Q1, a switching element Q2, and a switching element driving circuit 2. The inverter control circuit 102 includes a comparator 4, a comparison voltage control circuit 5, an oscillation circuit 6, a frequency increase circuit 7, a delay circuit 8, a timer circuit 9, and a switching element duty ratio increase circuit 20.

まず、インバーター制御回路102について説明する。インバーター制御回路102内の発振回路6は、周期的な鋸波形の発振信号を出力し、鋸波形の電圧はコンパレータ4のプラス端子に入力され、マイナス端子には比較電圧制御回路5からの比較電圧が入力される。鋸波形の電圧の駆動信号が比較電圧を上回る場合のみコンパレータ4の出力電圧がHighになる。コンパレータ4の出力電圧、すなわちスイッチング素子動作信号103は、比較電圧の大きさによってデューティー比が変化するパルス波形となり、そのデューティー比は、比較電圧が小さいほど大きくなり、比較電圧が大きいほど小さくなる。   First, the inverter control circuit 102 will be described. The oscillation circuit 6 in the inverter control circuit 102 outputs an oscillation signal having a periodic sawtooth waveform. The sawtooth waveform voltage is inputted to the plus terminal of the comparator 4, and the comparison voltage from the comparison voltage control circuit 5 is inputted to the minus terminal. Is entered. Only when the drive signal having the sawtooth voltage exceeds the comparison voltage, the output voltage of the comparator 4 becomes High. The output voltage of the comparator 4, that is, the switching element operation signal 103 has a pulse waveform whose duty ratio changes depending on the magnitude of the comparison voltage. The duty ratio increases as the comparison voltage decreases, and decreases as the comparison voltage increases.

バースト調光信号113がHighの場合、比較電圧制御回路5内のトランジスタはオフ状態であり、コンパレータ4のマイナス端子に入力される比較電圧はVref×R2/(R1+R2)になる。この比較電圧Vref×R2/(R1+R2)は発振回路6の発振信号である鋸波形のピーク電圧より小さい。よって、コンパレータ4はこの比較電圧の大きさに対応したデューティー比のパルス波形であるスイッチング素子動作信号103を出力し、希ガス蛍光ランプ1は点灯する。バースト調光信号113がLowの場合、比較電圧制御回路5内のトランジスタはオン状態になり、比較電圧はVrefとほぼ同じ大きさになる。Vrefの大きさは発振回路6の出力信号である鋸波形のピーク電圧よりも大きく設定しているので、コンパレータ4のパルス波形出力であるスイッチング素子動作信号103は停止し、希ガス蛍光ランプ1は消灯する。   When the burst dimming signal 113 is High, the transistor in the comparison voltage control circuit 5 is in an OFF state, and the comparison voltage input to the minus terminal of the comparator 4 is Vref × R2 / (R1 + R2). This comparison voltage Vref × R2 / (R1 + R2) is smaller than the peak voltage of the sawtooth waveform that is the oscillation signal of the oscillation circuit 6. Therefore, the comparator 4 outputs the switching element operation signal 103 which is a pulse waveform having a duty ratio corresponding to the magnitude of the comparison voltage, and the rare gas fluorescent lamp 1 is turned on. When the burst dimming signal 113 is Low, the transistors in the comparison voltage control circuit 5 are turned on, and the comparison voltage is almost the same as Vref. Since the magnitude of Vref is set larger than the peak voltage of the sawtooth waveform that is the output signal of the oscillation circuit 6, the switching element operation signal 103 that is the pulse waveform output of the comparator 4 is stopped, and the rare gas fluorescent lamp 1 is Turns off.

さらに、インバーター制御回路102は、スイッチング素子動作信号103の周波数増大期間の大きさを制御するタイマー回路9、スイッチング素子動作信号103の周波数、デューティー比を、周波数増大期間終了時から推移期間を経て定常動作期間へ連続的に変化させるための遅延回路8、発振回路6のタイミング抵抗の大きさを一時的に下げ、周波数を増大させるための周波数増大回路7、コンパレータ4へ入力される比較電圧を一時的に下げ、スイッチング素子動作信号103のデューティー比を増大させるスイッチング素子デューティー比増大回路20を備えている。発振回路6の周波数は、タイミング抵抗RTとタイミング容量CTの大きさによって決まり、タイミング抵抗RTと発振周波数は反比例の関係にある。バースト調光信号113は比較電圧制御回路5とタイマー回路9に入力される。   Further, the inverter control circuit 102 makes the timer circuit 9 that controls the magnitude of the frequency increase period of the switching element operation signal 103, and the frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 to be steady through the transition period from the end of the frequency increase period. The delay circuit 8 for continuously changing to the operation period, the timing resistance of the oscillation circuit 6 are temporarily reduced, the frequency increase circuit 7 for increasing the frequency, and the comparison voltage input to the comparator 4 is temporarily And a switching element duty ratio increasing circuit 20 for increasing the duty ratio of the switching element operation signal 103. The frequency of the oscillation circuit 6 is determined by the size of the timing resistor RT and the timing capacitor CT, and the timing resistor RT and the oscillation frequency are in an inversely proportional relationship. The burst dimming signal 113 is input to the comparison voltage control circuit 5 and the timer circuit 9.

バースト調光信号113がHighになると、比較電圧制御回路5内のトランジスタがオフするのと同時に、タイマー回路9の出力はHighになる。そして遅延回路8のコンデンサは直ちに充電され、周波数増大回路7のトランジスタ及びスイッチング素子デューティー比増大回路20のトランジスタはオン状態になる。その結果、発振回路6のタイミング抵抗は、R4とRTとの並列抵抗の大きさになり、タイミング抵抗値と反比例の関係にあるスイッチング素子動作信号103の動作周波数は増大する。またコンパレータ4のマイナス端子へ入力される比較電圧が低下し、スイッチング素子動作信号103のデューティー比は増大する。次に、タイマー回路9の設定時間が経過するとタイマー回路9の出力はLowになる。タイマー回路9の設定時間は、バースト調光の点灯開始時点から希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までに要した時間を、あらかじめ実験により求めた大きさである。タイマー回路9の出力がLowになると、遅延回路8のコンデンサ電圧はコンデンサと抵抗の時定数に従い徐々に低下し、周波数増大回路7及びスイッチング素子デューティー比増大回路20のトランジスタのコレクタ、エミッタ間の抵抗は徐々に大きくなり、周波数、デューティー比は連続的に緩やかに減少する。各トランジスタが完全にオフになると、タイミング抵抗はRTとなり、比較電圧はVref×R2/(R1+R2)となるので、スイッチング素子動作信号103の動作周波数とデューティー比は定常の大きさに戻る。このようにスイッチング素子動作信号103の動作周波数、デューティー比が増大した状態から徐々に減少して定常の大きさに戻るまでの推移期間は、遅延回路8を構成するコンデンサと抵抗の時定数により適宜設定される。   When the burst dimming signal 113 becomes high, the transistor in the comparison voltage control circuit 5 is turned off, and at the same time, the output of the timer circuit 9 becomes high. The capacitor of the delay circuit 8 is immediately charged, and the transistor of the frequency increasing circuit 7 and the transistor of the switching element duty ratio increasing circuit 20 are turned on. As a result, the timing resistance of the oscillation circuit 6 becomes the magnitude of the parallel resistance of R4 and RT, and the operating frequency of the switching element operation signal 103 that is inversely proportional to the timing resistance value increases. Further, the comparison voltage input to the negative terminal of the comparator 4 decreases, and the duty ratio of the switching element operation signal 103 increases. Next, when the set time of the timer circuit 9 elapses, the output of the timer circuit 9 becomes Low. The set time of the timer circuit 9 is a size obtained by experiments in advance for the time required from the lighting start time of the burst dimming to the time when the rare gas fluorescent lamp 1 emits light almost in the entire axial direction. When the output of the timer circuit 9 becomes Low, the capacitor voltage of the delay circuit 8 gradually decreases in accordance with the time constant of the capacitor and the resistance, and the resistance between the collector and emitter of the transistors of the frequency increasing circuit 7 and the switching element duty ratio increasing circuit 20. Gradually increases, and the frequency and duty ratio continuously and gradually decrease. When each transistor is completely turned off, the timing resistance becomes RT and the comparison voltage becomes Vref × R2 / (R1 + R2), so that the operating frequency and the duty ratio of the switching element operation signal 103 return to a steady magnitude. As described above, the transition period from when the operating frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 are increased to when the switching element operation signal 103 gradually decreases and returns to a steady level is appropriately determined depending on the time constant of the capacitor and the resistor constituting the delay circuit 8. Is set.

スイッチング素子回路101、昇圧トランス111については、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。また、スイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比の増大期間から定常動作期間への大きさの変化を不連続的に行うと、希ガス蛍光ランプ1のランプ電圧波形112の電圧波形が乱れ放電が不安定になるおそれがある。従って、スイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比の増大期間から定常動作期間へ移行させる際に、図10に示すような遅延回路8を設けることにより、推移期間に周波数とデューティー比の大きさを連続的に緩やかに変化させることで、電圧を安定して供給することができ、希ガス蛍光ランプ1の電圧波形が乱れず、放電が不安定になることを防止することができる。   Since the switching element circuit 101 and the step-up transformer 111 are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted. In addition, when the frequency of the switching element operation signal 103 and the magnitude of the duty ratio increase period are discontinuously changed, the voltage waveform of the lamp voltage waveform 112 of the rare gas fluorescent lamp 1 is disturbed and discharge occurs. May become unstable. Accordingly, when shifting from the increase period of the frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 to the steady operation period, by providing the delay circuit 8 as shown in FIG. 10, the magnitude of the frequency and duty ratio can be increased during the transition period. By continuously and gently changing the voltage, the voltage can be stably supplied, and the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp 1 can be prevented from being disturbed and the discharge can be prevented from becoming unstable.

本実施形態の発明では、バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間、スイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比を共に増大させることにより、第1、第2の実施形態の発明の効果を共有し、より高い効果を得ることができる。
すなわち、バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間においてスイッチング素子動作信号103の周波数を増大させることにより、単位時間当たりの放電サイクルの回数を増やすことになり、放電の広がりを早めることができる。さらに、バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間においてスイッチング素子動作信号103のデューティーを高くすることで、希ガス蛍光ランプ1へ充分なエネルギーを供給し得るランプ電圧波形112を形成できるため、放電の広がりを早めることができる。
In the invention of this embodiment, by increasing both the frequency and the duty ratio of the switching element operation signal 103 from the start of the lighting period of burst dimming until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light over substantially the entire axial direction. The effects of the first and second embodiments can be shared and higher effects can be obtained.
That is, the number of discharge cycles per unit time is increased by increasing the frequency of the switching element operation signal 103 in the period from the start of the lighting period of burst dimming until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light over the entire axial direction. And the spread of the discharge can be accelerated. Furthermore, by increasing the duty of the switching element operation signal 103 in the period from the start of the burst dimming lighting period until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light in the entire axial direction, it is sufficient for the rare gas fluorescent lamp 1. Since the ramp voltage waveform 112 capable of supplying energy can be formed, the spread of discharge can be accelerated.

これより、易始動部位15から離れた場所での発光の遅れを抑制することができ、希ガス蛍光ランプ1の軸方向輝度分布の均一性を維持することができる。さらに、前記発光の遅れが抑制されることで、遅れ時間のバラツキによる明るさの変化が小さくなり、易始動部位15から離れた場所で生じるチラツキを抑制することができる。   As a result, it is possible to suppress a delay in light emission at a location away from the easy-to-start portion 15 and maintain the uniformity of the axial luminance distribution of the rare gas fluorescent lamp 1. Further, by suppressing the delay of the light emission, the change in brightness due to the variation in the delay time is reduced, and the flicker that occurs at a location away from the easy-start portion 15 can be suppressed.

図11はバースト調光の点灯期間の始まりから周波数増大期間、推移期間を経て定常動作期間へ至るまでの、バースト調光信号、スイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2の動作波形、ランプ電圧波形112を示した図である。
スイッチング素子Q1、Q2は、スイッチング素子動作信号103に従い、交互にオンになる。ランプ電圧波形112は、スイッチング素子Q1、又はQ2がオンになる度に、極性が切り替わり、急峻な電圧変化が起こる。バースト調光の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間は、周波数増大期間であると共にデューティー比増大期間となり、スイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比が増大し、ランプ電圧波形112の急峻な電圧変化が生じる周波数が増大し、さらにランプ電圧波形112の平坦部の減衰を抑制することができる。続いて推移期間に入り、スイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比の大きさは緩やかに連続的に変化する。定常動作期間では、スイッチング素子動作信号103の周波数、及びデューティー比は、定常の大きさに戻り、ランプ電圧波形112も定常動作時の電圧変化を示す。
FIG. 11 shows the burst dimming signal, the switching element operation signal 103, the operation waveforms of the switching elements Q1 and Q2, the lamp voltage, from the start of the burst dimming period to the steady operation period through the frequency increase period and transition period. FIG. 6 is a diagram showing a waveform 112;
The switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on according to the switching element operation signal 103. The polarity of the ramp voltage waveform 112 changes every time the switching element Q1 or Q2 is turned on, and a steep voltage change occurs. The period from the start of the burst dimming period until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light in the entire axial direction is a frequency increase period and a duty ratio increase period, and the frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 are increased. Increases, the frequency at which the steep voltage change of the ramp voltage waveform 112 occurs is increased, and the attenuation of the flat portion of the ramp voltage waveform 112 can be suppressed. Subsequently, during a transition period, the frequency of the switching element operation signal 103 and the magnitude of the duty ratio change gradually and continuously. In the steady operation period, the frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 return to a steady magnitude, and the lamp voltage waveform 112 also shows a voltage change during the steady operation.

以上のように、本実施形態の発明に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置では、バースト調光信号113の点灯期間の開始から、希ガス蛍光ランプ1が凡そ軸方向全体にわたり発光するまでの期間のスイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比を高め、高い周波数状態及び高いデューティー比状態から徐々に連続的に周波数及びデューティー比が変化する推移期間を経て、スイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比を定常に戻す。
これより、単位時間当たりの急峻な電圧変化の回数を増やすことになり、さらに点灯直後でも希ガス蛍光ランプ1へ充分なエネルギーを供給し得るランプ電圧波形112を形成できるため、放電の広がりを早めることができ、易始動部位15から離れた場所での発光の遅れが抑制され、希ガス蛍光ランプ1の軸方向輝度分布の均一性を維持することができる。さらに、前記発光の遅れが抑制されることで、遅れ時間のバラツキによる明るさの変化が小さくなり、易始動部位15から離れた場所で生じるチラツキを抑制することができる。また、スイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比が高い期間から低い期間へ緩やかに連続的に変化させるので、希ガス蛍光ランプ1の電圧波形が乱れず、放電が不安定になることを防止することができる。
As described above, in the rare gas fluorescent lamp lighting device according to the invention of this embodiment, switching is performed during the period from the start of the lighting period of the burst dimming signal 113 until the rare gas fluorescent lamp 1 emits light over the entire axial direction. The frequency and duty ratio of the element operation signal 103 are increased, and the frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 are made steady through a transition period in which the frequency and duty ratio change gradually and continuously from a high frequency state and a high duty ratio state. Return to.
As a result, the number of sharp voltage changes per unit time is increased, and the lamp voltage waveform 112 capable of supplying sufficient energy to the rare gas fluorescent lamp 1 can be formed even immediately after lighting, thereby speeding up the spread of discharge. Thus, a delay in light emission at a location away from the easy-to-start site 15 is suppressed, and the uniformity of the axial luminance distribution of the rare gas fluorescent lamp 1 can be maintained. Further, by suppressing the delay of the light emission, the change in brightness due to the variation in the delay time is reduced, and the flicker that occurs at a location away from the easy-start portion 15 can be suppressed. In addition, since the frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 are gradually and continuously changed from a high period to a low period, the voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp 1 is not disturbed and discharge is prevented from becoming unstable. be able to.

次に、第1ないし第3の実施形態の発明に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置の実験結果を図12及び図13に示す。   Next, experimental results of the rare gas fluorescent lamp lighting device according to the invention of the first to third embodiments are shown in FIGS.

希ガス蛍光ランプ点灯装置は、希ガス蛍光ランプを4本並列接続して点灯した。希ガス蛍光ランプは、管径φ8.0mm、全長500mm、封入ガスXe160Torrであり、導電性物質を希ガス蛍光ランプ内部に塗布することによって、易始動部位15を希ガス蛍光ランプの端部の片側一方に設けた。スイッチング素子動作信号の周波数は100kHz、スイッチング素子動作信号のデューティー比は20%とした。バースト調光の周波数は100Hzとした。バースト調光のデューティー比(バースト調光の点灯期間/バースト調光の周期)を変化させながら、易始動部位が配置された側の端部近傍(以下、測定点Aと表す)の輝度と、易始動部位15が配置された側と反対側の端部近傍(以下、測定点Bと表す)の輝度を測定した場合の、測定点Bの輝度/測定点Aの輝度の大きさと、バースト調光のデューティー比の関係を図12に示す。また、バースト調光のデューティー比を変化させた場合の、チラツキの有無、及び測定点Aが発光してから測定点Bが発光するまでの遅れ時間の大きさを図13に示す。   The rare gas fluorescent lamp lighting device was lit by connecting four rare gas fluorescent lamps in parallel. The rare gas fluorescent lamp has a tube diameter of 8.0 mm, a total length of 500 mm, and an enclosed gas Xe160 Torr. By applying a conductive material to the inside of the rare gas fluorescent lamp, the easy start site 15 is arranged on one side of the end of the rare gas fluorescent lamp. Provided on one side. The frequency of the switching element operation signal was 100 kHz, and the duty ratio of the switching element operation signal was 20%. The frequency of burst dimming was 100 Hz. While changing the duty ratio of burst dimming (lighting period of burst dimming / period of burst dimming), the luminance in the vicinity of the end portion on the side where the easily startable portion is arranged (hereinafter referred to as measurement point A), The brightness at the measurement point B / the brightness at the measurement point A when measuring the brightness near the end opposite to the side where the easy-to-start site 15 is arranged (hereinafter referred to as measurement point B), and the burst level. The relationship of the light duty ratio is shown in FIG. Further, FIG. 13 shows the presence or absence of flicker and the magnitude of the delay time from when the measurement point A emits light until the measurement point B emits light when the duty ratio of burst dimming is changed.

バースト調光のデューティー比が10%の場合、測定点Bの輝度は測定点Aの輝度に対して70%に低下した。また、図13に示すように、バースト調光のデューティー比が40%程度で、測定点B付近でチラツキが生じるようになった。また、測定点Aが発光してから、測定点Bが発光するまでの遅れ時間は200〜400usであった。   When the duty ratio of burst dimming was 10%, the luminance at the measurement point B decreased to 70% with respect to the luminance at the measurement point A. Further, as shown in FIG. 13, the duty ratio of the burst dimming is about 40%, and flickering occurs near the measurement point B. Further, the delay time from the measurement point A emitting light to the measurement point B emitting light was 200 to 400 us.

次に、バースト調光の点灯期間の初期にスイッチング素子動作信号103の周波数の増大期間を設けて点灯した。増大期間のスイッチング素子動作信号103の周波数は200kHz、増大期間は100μs、推移期間は100μsとした。バースト調光のデューティー比を変化させながら、測定点Aの輝度と、測定点Bの輝度を測定した結果、図12に示すように、バースト調光のデューティー比が10%の場合、測定点Bの輝度は測定点Aの輝度に対して80%に維持された。また、チラツキの有無を確認した結果、図13に示すように、バースト調光のデューティー比が30%以上ではチラツキは発生しなかった。また、測定点Aが発光してから、測定点Bが発光するまでの遅れ時間は130〜270usであった。   Next, the switching element operation signal 103 was lit for a period of increasing frequency at the beginning of the burst dimming lighting period. The frequency of the switching element operation signal 103 during the increase period is 200 kHz, the increase period is 100 μs, and the transition period is 100 μs. As a result of measuring the luminance at the measurement point A and the luminance at the measurement point B while changing the duty ratio of burst dimming, as shown in FIG. 12, when the duty ratio of burst dimming is 10%, the measurement point B Was maintained at 80% of the luminance at the measurement point A. Further, as a result of confirming the presence or absence of flickering, as shown in FIG. 13, flickering did not occur when the duty ratio of burst dimming was 30% or more. Further, the delay time from when the measurement point A emitted light to when the measurement point B emitted light was 130 to 270 us.

続いて、バースト調光の点灯期間の初期に、スイッチング素子動作信号103のデューティー比の増大期間を設けて点灯した。増大期間のスイッチング素子動作信号103のデューティー比は80%、増大期間は100μs、推移期間は100μsとした。バースト調光のデューティー比を変化させながら、測定点Aの輝度と、測定点Bの輝度を測定した結果、図12に示すように、バースト調光のデューティー比が10%の場合、測定点Bの輝度は測定点Aの輝度に対して82%に維持された。また、チラツキの有無を確認した結果、図13に示すように、バースト調光のデューティー比が30%以上ではチラツキは発生しなかった。また、測定点Aが発光してから、測定点Bが発光するまでの遅れ時間は120〜240usであった。   Subsequently, at the initial stage of the burst dimming period, the switching element operation signal 103 was lit with an increase period of the duty ratio. The duty ratio of the switching element operation signal 103 during the increase period is 80%, the increase period is 100 μs, and the transition period is 100 μs. As a result of measuring the luminance at the measurement point A and the luminance at the measurement point B while changing the duty ratio of burst dimming, as shown in FIG. 12, when the duty ratio of burst dimming is 10%, the measurement point B Was maintained at 82% of the luminance at the measurement point A. Further, as a result of confirming the presence or absence of flickering, as shown in FIG. 13, flickering did not occur when the duty ratio of burst dimming was 30% or more. Further, the delay time from the measurement point A emitting light to the measurement point B emitting light was 120 to 240 us.

続いて、バースト調光の点灯期間の初期に、スイッチング素子動作信号103の周波数及びデューティー比の増大期間を設けて点灯した。増大期間のスイッチング素子動作信号103の周波数は200kHz、デューティー比は80%、増大期間は100μs、推移期間は100μsとした。バースト調光のデューティー比を変化させながら、測定点Aの輝度と、測定点Bの輝度を測定した結果、図12に示すように、バースト調光のデューティー比が10%の場合、測定点Bの輝度は測定点Aの輝度に対して93%に維持された。また、チラツキの有無を確認した結果、図13に示すように、バースト調光のデューティー比が10%でもチラツキは発生しなかった。また、測定点Aが発光してから、測定点Bが発光するまでの遅れ時間は50〜90usであった。   Subsequently, in the initial stage of the burst dimming period, the switching element operation signal 103 was lit with an increase period of the frequency and duty ratio. The frequency of the switching element operation signal 103 during the increase period is 200 kHz, the duty ratio is 80%, the increase period is 100 μs, and the transition period is 100 μs. As a result of measuring the luminance at the measurement point A and the luminance at the measurement point B while changing the duty ratio of burst dimming, as shown in FIG. 12, when the duty ratio of burst dimming is 10%, the measurement point B Was maintained at 93% of the luminance at the measurement point A. Further, as a result of confirming the presence or absence of flicker, as shown in FIG. 13, flicker did not occur even when the duty ratio of burst dimming was 10%. Further, the delay time from the measurement point A emitting light to the measurement point B emitting light was 50 to 90 us.

次に、本発明の第4の実施形態を図15ないし図23を用いて説明する。
本発明の第1〜第3の実施形態の希ガス蛍光ランプ点灯装置によれば、チラツキは防止されるが、バースト調光の点灯期間の開始時のランプインピーダンスが高いことが原因で、高いサージ電圧が生じ、放電空間外での電極間の沿面放電やコネクター、配線等の絶縁破壊を生じる可能性危険があることが分かった。
そこで、本発明の第4の実施形態においては、バースト調光の「点灯期間の開始からランプ軸方向全体にわたり発光するまでの期間」において、いきなりスイッチング素子動作信号の周波数を高くしたり、いきなりスイッチング素子動作信号のデューティー比を大きくせず、段階(漸増)的に周波数を高く、又は段階的(漸増)的にデューティー比を大きくすることにより、過電圧入力を抑制し、輝度分布の不均一やチラツキが改善に加えて、安全面でも優れた希ガス蛍光ランプ点灯装置となる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
According to the rare gas fluorescent lamp lighting device of the first to third embodiments of the present invention, flicker is prevented, but a high surge is caused by the high lamp impedance at the start of the lighting period of burst dimming. It has been found that there is a risk that a voltage may be generated, resulting in creeping discharge between electrodes outside the discharge space, and dielectric breakdown of connectors, wiring, etc.
Therefore, in the fourth embodiment of the present invention, the frequency of the switching element operation signal is suddenly increased or suddenly switched in the “period from the start of the lighting period until light is emitted in the entire lamp axis direction” of burst dimming. By increasing the frequency stepwise (gradual increase) or increasing the duty ratio stepwise (gradual increase) without increasing the duty ratio of the element operation signal, overvoltage input is suppressed, and the luminance distribution is uneven or flickering. However, in addition to the improvement, it becomes a rare gas fluorescent lamp lighting device that is excellent in safety.

図15は、図6に示した周波数増大期間から定常動作期間に到るまでの詳細なランプ電圧波形を示す図である。なお、同図においては、図6にあった推移期間は設けていない。
同図において、点灯開始時点から全発光完了時点までの期間が周波数増大期間であり、全発光完了時点以降が定常動作期間である。周波数増大期間のランプ電圧は、定常動作期間と比べて全体的に高いサージ電圧が発生している。その中でも、特に、点灯開始時点直後のサージ電圧は他の期間のものと比べて著しく高い(図15の○で囲った部分)。
このように点灯開始時点直後のサージ電圧が高くなる理由は、点灯開始時点直後は周波数増大により点灯回路からランプへの電力供給能力が高まる。一方、希ガス蛍光ランプの放電はまだ形成されていないので、ランプのインピーダンスは静電容量の小さいコンデンサーと等価であり、トランスのリーケージインダクタンスとの間で、Qの高い共振回路が形成されるためと考えられる。
この高いサージ電圧の存在は、トランス、コネクター、配線等の絶縁材料を劣化させ、装置の短寿命の原因になることがある。
なお、点灯開始時点及び全発光完了時点は、高速ビデオカメラにより発光の広がり撮影することにより、また、ランプ軸方向の複数箇所の光出力を光センサーで同時に測定し、それらの出力の時間変化を測定することによって検出確認が可能である。
FIG. 15 is a diagram showing detailed lamp voltage waveforms from the frequency increase period shown in FIG. 6 to the steady operation period. In the figure, the transition period shown in FIG. 6 is not provided.
In the figure, the period from the lighting start time to the completion of all emission is the frequency increase period, and the period after the completion of all emission is the steady operation period. The lamp voltage during the frequency increase period generates a surge voltage that is generally higher than that during the steady operation period. Among them, in particular, the surge voltage immediately after the lighting start point is remarkably higher than those in other periods (portion surrounded by circles in FIG. 15).
The reason why the surge voltage increases immediately after the lighting start time is increased immediately after the lighting start time because the power supply capability from the lighting circuit to the lamp increases due to the frequency increase. On the other hand, since the discharge of the rare gas fluorescent lamp has not yet been formed, the impedance of the lamp is equivalent to a capacitor having a small capacitance, and a resonant circuit having a high Q is formed between the leakage inductance of the transformer. it is conceivable that.
The presence of this high surge voltage may degrade insulating materials such as transformers, connectors, and wiring, and may cause a short life of the device.
Note that at the start of lighting and at the time of completion of all light emission, a wide range of light emission is taken with a high-speed video camera, and the light output at a plurality of locations in the lamp axis direction is simultaneously measured with a light sensor, and the time change of those outputs is measured. Detection can be confirmed by measurement.

図16は、本実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図である。
同図において、インバーター回路100は直流電源114からの直流電圧を高周波高電圧に変換し、希ガス蛍光ランプ1に印加する。インバーター回路100は、外部(例えば、液晶テレビの調光制御回路等)からのバースト調光信号に従いバースト調光を行う機能を備えている。
インバーター回路100は、スイッチング素子回路101、昇圧トランス111、インバーター制御回路102から構成される。またスイッチング素子回路101は、プッシュプル回路方式、ハーフブリッジ回路方式、フルブリッジ回路方式などで構成され、直流電源114から供給された直流電圧を高周波電圧に変換して出力する。昇圧トランス111は、スイッチング素子回路101から供給された高周波電圧を昇圧し、高周波高電圧にして出力する。昇圧トランス111から出力された高周波高電圧は希ガス蛍光ランプ1に入力される。
インバーター制御回路102は、スイッチング素子回路101のスイッチング素子Q1、Q2を制御するためのスイッチング素子動作信号103をスイッチング素子回路101に出力すると共に、外部からのバースト調光信号113に従い、バースト調光制御を行う機能を備えている。インバーター制御回路102は、スイッチング素子動作信号生成回路115と周期・オン時間制御回路116とから構成されている。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming according to the invention of the present embodiment.
In the figure, an inverter circuit 100 converts a DC voltage from a DC power source 114 into a high frequency high voltage and applies it to the rare gas fluorescent lamp 1. The inverter circuit 100 has a function of performing burst dimming according to a burst dimming signal from the outside (for example, a dimming control circuit of a liquid crystal television).
The inverter circuit 100 includes a switching element circuit 101, a step-up transformer 111, and an inverter control circuit 102. The switching element circuit 101 is configured by a push-pull circuit method, a half-bridge circuit method, a full-bridge circuit method, and the like, and converts a DC voltage supplied from the DC power supply 114 into a high-frequency voltage and outputs it. The step-up transformer 111 boosts the high-frequency voltage supplied from the switching element circuit 101 and outputs it as a high-frequency high voltage. The high frequency high voltage output from the step-up transformer 111 is input to the rare gas fluorescent lamp 1.
The inverter control circuit 102 outputs a switching element operation signal 103 for controlling the switching elements Q1 and Q2 of the switching element circuit 101 to the switching element circuit 101, and performs burst dimming control according to the burst dimming signal 113 from the outside. The function to perform. The inverter control circuit 102 includes a switching element operation signal generation circuit 115 and a cycle / on time control circuit 116.

周期・オン時間制御回路116は、バースト調光信号が入力され、オン時間制御信号117と周期制御信号118をスイッチング素子動作信号生成回路115に出力する。
オン時間制御信号117は、スイッチング素子動作信号103のオン時間の大きさを表し、周期制御信号118はスイッチング素子動作信号103の周期の大きさを表す。オン時間制御信号117と周期制御信号118の大きさは回路内に記憶されており、バースト調光信号を基準とする設定時間ごとに、大きさを変化させることができる。
スイッチング素子動作信号生成回路115には、バースト調光信号113、オン時間制御信号117、周期制御信号118が入力され、スイッチング素子動作信号103を出力する。スイッチング素子動作信号103は、周期が周期制御信号118の大きさで、オン時間がオン時間制御信号117の大きさのパルス信号である。
また、バースト調光信号113に従い、スイッチング素子動作信号103の出力と停止が制御される。
The period / on time control circuit 116 receives the burst dimming signal and outputs an on time control signal 117 and a period control signal 118 to the switching element operation signal generation circuit 115.
The on-time control signal 117 represents the magnitude of the on-time of the switching element operation signal 103, and the period control signal 118 represents the magnitude of the period of the switching element operation signal 103. The magnitudes of the on-time control signal 117 and the period control signal 118 are stored in the circuit, and the magnitude can be changed for each set time based on the burst dimming signal.
The switching element operation signal generation circuit 115 receives the burst dimming signal 113, the on-time control signal 117, and the cycle control signal 118 and outputs the switching element operation signal 103. The switching element operation signal 103 is a pulse signal whose period is the magnitude of the period control signal 118 and whose on-time is the magnitude of the on-time control signal 117.
Further, the output and stop of the switching element operation signal 103 are controlled according to the burst dimming signal 113.

図17(a)、(b)は、図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯期間初期のスイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2のオン・オフ状態を表した動作波形、及びランプ電圧波形を示す図である。
図17(a)は、バースト調光の点灯開始時点からスイッチング素子動作信号103の周波数を高くして動作させたときの波形を示し、図17(b)は、バースト調光の点灯開始時点からスイッチング素子動作信号103の周波数を漸増して動作させたときの波形を示す。
図17(a)の場合は、点灯開始時点直後のランプ電圧波形は、所定の電圧を越えるような高いサージ電圧が生じている。それに対して、図17(b)の場合は、所定の電圧を越えるような高いサージ電圧が生じておらず、サージ電圧が抑制されていることが分かる。なお、ここで上記所定の電圧とは、例えば、2kVである。
17A and 17B show the ON / OFF states of the switching element operation signal 103 and the switching elements Q1 and Q2 in the initial period of the burst dimming in the rare gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. It is a figure which shows the operation waveform and lamp voltage waveform which were performed.
FIG. 17A shows a waveform when the switching element operation signal 103 is operated at a higher frequency from the lighting start time of burst dimming, and FIG. 17B shows the waveform from the lighting start time of burst dimming. The waveform when the frequency of the switching element operation signal 103 is gradually increased is shown.
In the case of FIG. 17A, a high surge voltage exceeding a predetermined voltage is generated in the lamp voltage waveform immediately after the lighting start time. On the other hand, in the case of FIG. 17B, it can be seen that a high surge voltage exceeding a predetermined voltage is not generated and the surge voltage is suppressed. Here, the predetermined voltage is, for example, 2 kV.

図18(a)、(b)は、図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯期間初期のスイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2のオン・オフ状態を表した動作波形、及びランプ電圧波形を示す図である。
図18(a)は、バースト調光の点灯開始時点からスイッチング素子動作信号103のデューティー比を高くして動作させたときの波形を示し、図18(b)は、バースト調光の点灯開始時点からスイッチング素子動作信号103のデューティー比を漸増して動作させたときの波形を示す。
図18(a)の場合は、点灯開始時点直後のランプ電圧波形は、所定の電圧を越えるような高いサージ電圧が生じている。それに対して、図18(b)の場合は、所定の電圧を越えるような高いサージ電圧が生じておらず、サージ電圧が抑制されていることが分かる。
FIGS. 18A and 18B show the ON / OFF states of the switching element operation signal 103 and the switching elements Q1 and Q2 in the initial period of the burst dimming in the rare gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. It is a figure which shows the operation waveform and lamp voltage waveform which were performed.
FIG. 18A shows a waveform when the duty ratio of the switching element operation signal 103 is increased from the lighting start time of burst dimming, and FIG. 18B shows the lighting start time of burst dimming. The waveform when operating by gradually increasing the duty ratio of the switching element operation signal 103 is shown.
In the case of FIG. 18A, a high surge voltage exceeding a predetermined voltage is generated in the lamp voltage waveform immediately after the lighting start time. On the other hand, in the case of FIG. 18B, it can be seen that a high surge voltage exceeding a predetermined voltage is not generated, and the surge voltage is suppressed.

図19(a)、(b)は、図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯期間初期のスイッチング素子動作信号103、スイッチング素子Q1、Q2のオン・オフ状態を表した動作波形、及びランプ電圧波形を示す図である。
図19(a)は、バースト調光の点灯開始時点からスイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比を高くして動作させたときの波形を示し、図18(b)は、バースト調光の点灯開始時点からスイッチング素子動作信号103の周波数とデューティー比を漸増して動作させたときの波形を示す。
図19(a)の場合は、点灯開始時点直後のランプ電圧波形は、所定の電圧を越えるような高いサージ電圧が生じている。それに対して、図19(b)の場合は、所定の電圧を越えるような高いサージ電圧が生じておらず、サージ電圧が抑制されていることが分かる。
FIGS. 19A and 19B show the on / off states of the switching element operation signal 103 and the switching elements Q1 and Q2 at the beginning of the lighting period of burst dimming in the rare gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. It is a figure which shows the operation waveform and lamp voltage waveform which were performed.
FIG. 19A shows a waveform when the switching element operation signal 103 is operated at a high frequency and duty ratio from the start of burst dimming, and FIG. 18B shows the burst dimming. The waveform when the frequency and duty ratio of the switching element operation signal 103 are gradually increased from the start time is shown.
In the case of FIG. 19A, the lamp voltage waveform immediately after the lighting start time has a high surge voltage exceeding a predetermined voltage. On the other hand, in the case of FIG. 19B, it can be seen that a high surge voltage exceeding a predetermined voltage is not generated, and the surge voltage is suppressed.

図20(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は、バースト調光の点灯期間全体における、スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさの時間変化を表した模式図である。   20 (a), (b), (c), (d), (e), and (f) show the magnitude of the frequency and / or duty ratio of the switching element operation signal 103 in the entire lighting period of burst dimming. It is a schematic diagram showing the time change of length.

図20(a)は、点灯期間の開始時点(点灯開始時点)から、希ガス蛍光ランプ全体が発光する時点(全発光完了時点)まで、スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを、定常動作の大きさよりも高く、かつ一定の大きさとした場合の模式図である。
このように動作させることにより、点灯開始時点から全発光完了時点までの時間が短縮されるので、輝度分布の均一性の改善やチラツキを抑制する効果がある。スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを、定常動作の大きさに戻すのは、図20(e)に示すように全発光完了時点以前でも、また図20(f)に示すように全発光完了時点以降であっても上記の効果を得ることができる。ただし、全発光完了時点以降に戻すと、発光効率が悪化するので、全発光完了時点で速やかに定常動作の大きさに戻すことが望ましい。
FIG. 20A shows the frequency and / or the duty ratio of the switching element operation signal 103 from the start time of the lighting period (lighting start time) to the time when the entire rare gas fluorescent lamp emits light (all light emission completion time). It is a schematic diagram when the height is higher than the size of the steady operation and a constant size.
By operating in this way, the time from the lighting start time to the completion of all light emission is shortened, so that there is an effect of improving the uniformity of the luminance distribution and suppressing flickering. The frequency and / or duty ratio of the switching element operation signal 103 is returned to the level of the steady operation as shown in FIG. 20 (e) even before the completion of all the light emission and in FIG. 20 (f). As shown, the above-described effect can be obtained even after the completion of all emission. However, since the light emission efficiency deteriorates after the completion of all the light emission, it is desirable to quickly return to the level of the steady operation at the time of the completion of all the light emission.

図20(b)は、点灯開始時点から全発光完了時点まで、スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを、定常動作の大きさよりも高く、かつ一定の大きさとし、スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを、定常動作の大きさに戻す際に、連続的に変化させた場合の模式図であり、図6、図9、及び図11の場合の動作条件に相当する。
スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを急激に変化させると、図21に示すように、スイッチング素子動作信号103が乱れる問題があるが、上記のように連続的に変化させることにより、スイッチング素子動作信号103の乱れを防止することができる。
この問題は、インバーター制御回路をデジタル回路で構成し、同期制御を行う方法によっても回避できるが、アナログ回路で構成する場合は上記の方法が有効である。
FIG. 20B shows that the frequency and / or duty ratio of the switching element operation signal 103 is higher than the steady operation and constant from the lighting start time to the completion of all emission. FIG. 12 is a schematic diagram when the frequency and / or duty ratio of the operation signal 103 is continuously changed when returning to the normal operation, and in the case of FIGS. 6, 9, and 11. Corresponds to operating conditions.
When the frequency of the switching element operation signal 103 and / or the magnitude of the duty ratio are suddenly changed, there is a problem that the switching element operation signal 103 is disturbed as shown in FIG. 21, but it is continuously changed as described above. Thus, the disturbance of the switching element operation signal 103 can be prevented.
This problem can also be avoided by a method in which the inverter control circuit is configured by a digital circuit and performs synchronous control, but the above method is effective when configured by an analog circuit.

図20(c)、(d)は、点灯開始時点から全発光完了時点までの期間であって、少なくとも全発光完了時点に到る一定の期間のスイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを、定常時の大きさよりも高くし、前記一定の期間に至るまでの間、つまり前記一定の期間の初期において、スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを漸増させた場合の模式図である。
前記一定の期間に至るまでの間、スイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさを漸増させることにより、図15に示したような点灯開始直後の著しく高いサージ電圧の発生を抑制することができる。
図20(c)の模式図は、点灯開始時点のスイッチング素子動作信号103の周波数及び/又はデューティー比の大きさが定常時の大きさよりも大きい場合を示しており、図20(d)の模式図は、小さい場合を示しているが、どちらでも同様の効果が得られる。
FIGS. 20C and 20D show the period and / or duty ratio of the switching element operation signal 103 in a period from the lighting start time to the completion of all light emission, and at least a fixed period reaching the completion time of all light emission. The frequency of the switching element operation signal 103 is gradually increased during the period up to the certain period, that is, at the beginning of the certain period. FIG.
By gradually increasing the frequency and / or the duty ratio of the switching element operation signal 103 until the predetermined period, the generation of a remarkably high surge voltage immediately after the start of lighting as shown in FIG. 15 is suppressed. can do.
The schematic diagram of FIG. 20C shows a case where the frequency and / or the duty ratio of the switching element operation signal 103 at the start of lighting is larger than the magnitude at the steady state, and the schematic diagram of FIG. Although the figure shows a small case, the same effect can be obtained in either case.

図22は、図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置のインバーター制御回路102内の具体的構成を示すブロック図、図23は、インバーター制御回路102内各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
インバーター制御回路102は、スイッチング素子動作信号生成回路115と周期・オン時間制御回路116から構成される。スイッチング素子動作信号生成回路115には、バースト調光用PWM信号113、及び周期制御信号117、オン時間制御信号118が入力され、スイッチング素子動作信号103を出力する。周期・オン時間制御回路116は、バースト調光用PWM信号113が入力され、周期制御信号118及びオン時間制御信号117を出力する。
スイッチング素子動作信号生成回路115は、カウンター回路(1)119、比較回路120から構成され、カウンター回路(1)119は、バースト調光用PWM信号113、及び周期制御信号117が入力され、カウント信号1を出力する。比較回路120は、カウント信号1、及びオン時間制御信号118が入力され、スイッチング素子動作信号103を出力する。
周期・オン時間制御回路116は、カウンター回路(2)121、及び周期・オン時間制御信号生成回路122から構成され、カウンター回路(2)121は、バースト調光用PWM信号113が入力され、カウント信号2を出力する。
ここで、バースト調光用PWM信号113、スイッチング素子動作信号103は2値論理信号であり、カウント信号1、カウント信号2、周期制御信号117、オン時間制御信号118は整数信号である。
FIG. 22 is a block diagram showing a specific configuration in the inverter control circuit 102 of the rare gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. 16, and FIG. 23 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts in the inverter control circuit 102.
The inverter control circuit 102 includes a switching element operation signal generation circuit 115 and a cycle / on time control circuit 116. The switching element operation signal generation circuit 115 receives the burst dimming PWM signal 113, the cycle control signal 117, and the on-time control signal 118, and outputs the switching element operation signal 103. The period / on time control circuit 116 receives the burst dimming PWM signal 113 and outputs a period control signal 118 and an on time control signal 117.
The switching element operation signal generation circuit 115 includes a counter circuit (1) 119 and a comparison circuit 120. The counter circuit (1) 119 receives the burst dimming PWM signal 113 and the cycle control signal 117, and receives a count signal. 1 is output. The comparison circuit 120 receives the count signal 1 and the on-time control signal 118 and outputs the switching element operation signal 103.
The cycle / on-time control circuit 116 includes a counter circuit (2) 121 and a cycle / on-time control signal generation circuit 122. The counter circuit (2) 121 receives the burst dimming PWM signal 113 and counts it. Signal 2 is output.
Here, the burst dimming PWM signal 113 and the switching element operation signal 103 are binary logic signals, and the count signal 1, the count signal 2, the cycle control signal 117, and the on-time control signal 118 are integer signals.

次に、スイッチング素子動作信号生成回路115の動作について説明する。
バースト調光用PWM信号113がLowからHighに変化すると、カウンター回路(1)119がカウント動作を開始する。カウント信号1は、大きさ1から始まり、一定時間ごとに値が1増加する。カウンター回路(1)119は、カウント信号1が周期制御信号118の大きさに達すると、大きさは1に戻り、同じ動作を繰り返す。
比較回路120では、カウント信号1とオン時間制御信号118の比較を行い、カウント信号1≦オン時間制御信号118の場合、スイッチング素子動作信号103をHighとし、カウント信号1>オン時間制御信号118の場合、スイッチング素子動作信号103をLowとする。
即ち、スイッチング素子動作信号103の周期は、「カウント信号1の大きさが1増加する時間」×「周期制御信号117の大きさ」であり、スイッチング素子動作信号103のオン時間(Highレベルの時間)は、「カウント信号1の大きさが1増加する時間」×「オン時間制御信号118の大きさ」である。
バースト調光用PWM信号113がHighからLowに変化すると、カウンター回路(1)119はカウント信号1が周期制御信号117の大きさに達した時点でカウント動作を停止し、カウント信号1は周期制御信号117の大きさを維持する。即ち、スイッチング素子動作信号103はLowレベルを維持する。
Next, the operation of the switching element operation signal generation circuit 115 will be described.
When the burst dimming PWM signal 113 changes from Low to High, the counter circuit (1) 119 starts counting. The count signal 1 starts from a magnitude 1 and increases by 1 at certain time intervals. When the count signal 1 reaches the magnitude of the cycle control signal 118, the counter circuit (1) 119 returns to 1 and repeats the same operation.
The comparison circuit 120 compares the count signal 1 with the on-time control signal 118. When the count signal 1 ≦ the on-time control signal 118, the switching element operation signal 103 is set to High, and the count signal 1> the on-time control signal 118. In this case, the switching element operation signal 103 is set to Low.
In other words, the cycle of the switching element operation signal 103 is “the time when the magnitude of the count signal 1 increases by 1” × “the magnitude of the cycle control signal 117”, and the on-time (high level time) of the switching element operation signal 103 ) Is “the time during which the magnitude of the count signal 1 increases by 1” × “the magnitude of the on-time control signal 118”.
When the burst dimming PWM signal 113 changes from High to Low, the counter circuit (1) 119 stops counting when the count signal 1 reaches the magnitude of the cycle control signal 117, and the count signal 1 is cycle controlled. The magnitude of the signal 117 is maintained. That is, the switching element operation signal 103 maintains the low level.

次に、周期・オン時間制御回路116の動作について説明する。
バースト調光用PWM信号113がLowからHighに変化すると、カウンター回路(2)121がカウント動作を開始する。カウンター回路(2)121はカウンター回路(1)119と同期して動作する。カウント信号2は、大きさ1から始まり、一定時間ごとに値が1増加し、大きさがカウント可能最大値QMAXに達すると、カウント動作を停止し、QMAXを維持する。
周期・オン時間制御回路116は、カウント信号2の大きさと、回路中に記憶されている整数τ、τ、τ、・・・τとの比較を行い、その結果に対応付けて記憶されている2つの整数信号を周期制御信号117及びオン時間制御信号118として出力する。
具体的には、カウント信号2をQ、周期制御信号117をC、オン時間制御信号118をDとすると、0≦Q<τの場合はC=T、D=Tonとなり、τ≦Q<τの場合はC=T、D=Tonとなり、τ≦Qの場合はC=T、D=Tonとなる。
バースト調光用PWM信号113がHighからLowに変化すると、カウント信号2は0に変化し、その大きさを維持する。
このようにスイッチング素子動作信号103の周期、オン時間の時間変化は、整数信号τ〜τ、T〜T 、Ton〜Tonの大きさを調節することで任意に変更することができる。
なお、図22に示したインバーター制御回路102においては、回路構成の容易さから、スイッチング素子動作信号103のデューティー比を、「オン時間制御信号の大きさ」/「周期制御信号の大きさ」と置き換えて制御しているが、当然ながらこれはデューティー比を制御しているのと等価であり、発明の主旨と異なるものではない。
Next, the operation of the period / on time control circuit 116 will be described.
When the burst dimming PWM signal 113 changes from Low to High, the counter circuit (2) 121 starts counting. The counter circuit (2) 121 operates in synchronization with the counter circuit (1) 119. The count signal 2 starts from the magnitude 1 and increases by 1 at certain time intervals. When the magnitude reaches the maximum countable value Q MAX , the count operation is stopped and Q MAX is maintained.
The period / on time control circuit 116 compares the magnitude of the count signal 2 with the integers τ 1 , τ 2 , τ 3 ,... Τ n stored in the circuit, and associates them with the result. The two stored integer signals are output as a period control signal 117 and an on-time control signal 118.
Specifically, when the count signal 2 is Q, the period control signal 117 is C, and the on-time control signal 118 is D, when 0 ≦ Q <τ 1 , C = T 0 , D = Ton 0 , and τ 1 When ≦ Q <τ 2 , C = T 1 and D = Ton 1 , and when τ n ≦ Q, C = T n and D = Ton n .
When the burst dimming PWM signal 113 changes from High to Low, the count signal 2 changes to 0 and maintains its magnitude.
Period of the thus switching element operating signal 103, the time change of the ON time is an integer signal τ 1 ~τ n, T 0 ~T n, Ton 0 ~Ton n of be arbitrarily changed by adjusting the size Can do.
In the inverter control circuit 102 shown in FIG. 22, the duty ratio of the switching element operation signal 103 is expressed as “the magnitude of the on-time control signal” / “the magnitude of the periodic control signal” because of the ease of circuit configuration. Although the control is performed by replacing, naturally, this is equivalent to controlling the duty ratio and is not different from the gist of the invention.

次に、図22に示したインバーター制御回路102の回路動作を図23に示したタイミングチャートを用いて説明する。
ここでは、図23に示すように、τ=80、τ=400、T=8、T=10、Ton=2、Ton=4、Ton=2に設定した。
バースト調光用PWM信号113がLowからHighに変化すると、カウント信号1、カウント信号2は1の大きさになり、一定時間ごとに1増加する。この例では、カウント信号1とカウント信号2のカウントアップの周期が同じであるが、カウント信号2の周期はカウント信号1のn倍でも良い。
Next, the circuit operation of the inverter control circuit 102 shown in FIG. 22 will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
Here, as shown in FIG. 23, τ 1 = 80, τ 2 = 400, T 0 = 8, T 2 = 10, Ton 0 = 2, Ton n = 4, and Ton n = 2.
When the burst dimming PWM signal 113 changes from Low to High, the count signal 1 and the count signal 2 become 1 and increase by 1 at regular intervals. In this example, the count-up cycle of the count signal 1 and the count signal 2 is the same, but the cycle of the count signal 2 may be n times that of the count signal 1.

カウント信号2が0〜τ(=80)の間は、周期制御信号117は8、オン時間制御信号118は2である。スイッチング素子動作信号103は、カウント信号1≦オン時間制御信号118(=2)の場合にHighになり、それ以外はLowになる。カウント信号1は周期制御信号117が8の大きさになると1に戻り、同じ動作を繰り返す。
カウント信号2がτ=80になると、周期制御信号117は5、オン時間制御信号118は4に変化する。スイッチング素子動作信号103は、カウント信号1≦オン時間制御信号118(=4)の場合にHighになり、それ以外はLowになる。カウント信号1は周期制御信号117が5の大きさになると1に戻り、同じ動作を繰り返す。
カウント信号2がτ=400になると、周期制御信号117は10、オン時間制御信号118は2に変化する。スイッチング素子動作信号103は、カウント信号1≦オン時間制御信号118(=2)の場合にHighになり、それ以外はLowになる。カウント信号1は周期制御信号117が10の大きさになると1に戻り、同じ動作を繰り返す。
カウント信号2はカウント可能最大値QMAXに達すると、QMAXの大きさを維持する。
バースト調光用PWM信号113がLowになると、カウント信号は周期制御信号117が1の大きさに達した時点でカウントを停止し、同時にカウント信号2は0にリセットされる。
While the count signal 2 is between 0 and τ 1 (= 80), the cycle control signal 117 is 8 and the on-time control signal 118 is 2. The switching element operation signal 103 becomes High when the count signal 1 ≦ the on-time control signal 118 (= 2), and becomes Low otherwise. The count signal 1 returns to 1 when the period control signal 117 becomes 8 and repeats the same operation.
When the count signal 2 becomes τ 1 = 80, the cycle control signal 117 changes to 5 and the on-time control signal 118 changes to 4. The switching element operation signal 103 becomes High when the count signal 1 ≦ the on-time control signal 118 (= 4), and becomes Low otherwise. The count signal 1 returns to 1 when the period control signal 117 becomes 5 and repeats the same operation.
When the count signal 2 becomes τ 2 = 400, the period control signal 117 changes to 10 and the on-time control signal 118 changes to 2. The switching element operation signal 103 becomes High when the count signal 1 ≦ the on-time control signal 118 (= 2), and becomes Low otherwise. The count signal 1 returns to 1 when the period control signal 117 becomes 10 and repeats the same operation.
When the count signal 2 reaches the maximum countable value Q MAX , the size of Q MAX is maintained.
When the burst dimming PWM signal 113 becomes Low, the count signal stops counting when the period control signal 117 reaches 1 and the count signal 2 is reset to 0 at the same time.

なお、上記の各実施形態における、周波数増大期間、デューティー比増大期間、及び周波数とデューティー比増大期間は、予め固定するのではなく、図14のBに相当する場所に配置された光センサーの出力によって、全発光完了時点を判定するようなフィードバック制御を行うようにしても良い。   In each of the above embodiments, the frequency increase period, the duty ratio increase period, and the frequency and duty ratio increase period are not fixed in advance, but the output of the optical sensor disposed at a location corresponding to B in FIG. Thus, feedback control may be performed so as to determine the completion point of all light emission.

図24は、本発明の各実施形態に適用され、図3に示す希ガス蛍光ランプと異なる構造を有する直管状の希ガス蛍光ランプ123の管軸に垂直な断面図(特表2004−510302参照)である。
同図に示すように、ガラス管124内壁に沿って管軸方向に配設された2つの線状の内部電極125、126はガラスからなる誘電体127、128により覆われ、ガラス管124内壁及び誘電体127、128上に蛍光物質129が形成されている。このように、本発明の各実施形態の希ガス蛍光ランプは、図3に示したガラス管の外面の管軸方向に伸びる外部電極が配設された希ガス蛍光ランプのみならず、図24に示すようなガラス管124内壁に沿って管軸方向に内部電極125、126が配設された希ガス蛍光ランプも適用できる。図3や図24に示した構造を有する希ガス蛍光ランプは誘電体を介して放電する誘電体バリア放電ランプの範疇に属するランプである。
24 is a cross-sectional view perpendicular to the tube axis of a straight tubular rare gas fluorescent lamp 123 applied to each embodiment of the present invention and having a structure different from that of the rare gas fluorescent lamp shown in FIG. 3 (see Special Table 2004-510302). ).
As shown in the figure, two linear internal electrodes 125 and 126 arranged in the tube axis direction along the inner wall of the glass tube 124 are covered with dielectrics 127 and 128 made of glass, and the inner wall of the glass tube 124 and A fluorescent material 129 is formed on the dielectrics 127 and 128. As described above, the rare gas fluorescent lamp according to each embodiment of the present invention includes not only the rare gas fluorescent lamp provided with the external electrode extending in the tube axis direction on the outer surface of the glass tube shown in FIG. A rare gas fluorescent lamp in which internal electrodes 125 and 126 are arranged in the tube axis direction along the inner wall of the glass tube 124 as shown is also applicable. The rare gas fluorescent lamp having the structure shown in FIGS. 3 and 24 is a lamp belonging to the category of dielectric barrier discharge lamps that discharge via a dielectric.

さらに、本願発明の点灯装置は、当明細書においては、希ガス蛍光ランプ用として説明してきたが、放射輝度分布の均一性を維持する点や、高いサージ電圧を防止するという点においては、蛍光ランプに限られるものではない。図3や図24に示す構造のランプやその他にも電極と放電容器との間に少なくとも1つの誘電体を介して放電容器内に放電を発生させ、放電により発生するエキシマ光を利用する放電ランプであれば、これらのランプにも本願記載の技術を適用できるものである。さらに、用途についても液晶バックライトや照明用途に限定されるものではない。   Further, although the lighting device of the present invention has been described in this specification for a rare gas fluorescent lamp, in terms of maintaining the uniformity of the radiance distribution and preventing a high surge voltage, the lighting device of the present invention is fluorescent. It is not limited to lamps. 3 and FIG. 24, and other discharge lamps that use excimer light generated by discharge by generating discharge in the discharge container via at least one dielectric between the electrode and the discharge container. Then, the technique described in this application can be applied to these lamps. Further, the application is not limited to the liquid crystal backlight or the illumination application.

本発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the noble gas fluorescent lamp lighting device which performs burst light control which concerns on this invention. 第1の実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the noble gas fluorescent lamp lighting device which performs burst light control which concerns on invention of 1st Embodiment. 図2に示す希ガス蛍光ランプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the noble gas fluorescent lamp shown in FIG. 図2に示す希ガス蛍光ランプを液晶パネルのバックライトとして用いた構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which used the noble gas fluorescent lamp shown in FIG. 2 as a backlight of a liquid crystal panel. スイッチング素子動作信号の周波数と発光効率相対値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency of a switching element operation signal, and luminous efficiency relative value. 第1の実施形態の発明におけるバースト調光信号、スイッチング素子動作信号、スイッチング素子の動作波形、ランプ電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the burst dimming signal in the invention of 1st Embodiment, the switching element operation signal, the operation waveform of a switching element, and a lamp voltage waveform. 第2の実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the noble gas fluorescent lamp lighting device which performs burst light control which concerns on invention of 2nd Embodiment. スイッチング素子動作信号のデューティー比と発光効率相対値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the duty ratio of a switching element operation signal, and luminous efficiency relative value. 第2の実施形態の発明におけるバースト調光信号、スイッチング素子動作信号、スイッチング素子の動作波形、ランプ電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the burst dimming signal in the invention of 2nd Embodiment, the switching element operation signal, the operation waveform of a switching element, and a lamp voltage waveform. 第3の実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the noble gas fluorescent lamp lighting device which performs burst light control which concerns on invention of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の発明におけるバースト調光信号、スイッチング素子動作信号、スイッチング素子の動作波形、ランプ電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the burst dimming signal in the invention of 3rd Embodiment, the switching element operation signal, the operation waveform of a switching element, and a lamp voltage waveform. 第1ないし第3の実施形態の発明に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of the noble gas fluorescent lamp lighting device which concerns on invention of 1st thru | or 3rd embodiment. 第1ないし第3の実施形態の発明に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of the noble gas fluorescent lamp lighting device which concerns on invention of 1st thru | or 3rd embodiment. 従来技術に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプの構成、及び従来技術に係るバースト調光信号、測定点Aの光出力、測定点Bの光出力を示す図である。It is a figure which shows the structure of the noble gas fluorescent lamp which performs burst light control which concerns on a prior art, the burst light control signal which concerns on a prior art, the light output of the measurement point A, and the light output of the measurement point B. 図6に示した周波数増大期間から定常動作期間に到るまでの詳細なランプ電圧波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a detailed ramp voltage waveform from the frequency increase period shown in FIG. 6 to the steady operation period. 第4の実施形態の発明に係るバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the noble gas fluorescent lamp lighting device which performs burst light control which concerns on invention of 4th Embodiment. 図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯期前記電極に交流の高電圧を印加するインバーター回路を有し、間初期のスイッチング素子動作信号、スイッチング素子のオン・オフ状態を表した動作波形、及びランプ電圧波形を示す図である。The noble gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. 16 has an inverter circuit that applies an alternating high voltage to the electrode during the lighting period of burst dimming, and the initial switching element operation signal and the on / off state of the switching element It is a figure which shows the operation | movement waveform and lamp voltage waveform which represented. 図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯期間初期のスイッチング素子動作信号、スイッチング素子のオン・オフ状態を表した動作波形、及びランプ電圧波形を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a switching element operation signal at the beginning of the lighting period of burst dimming, an operation waveform representing an on / off state of the switching element, and a lamp voltage waveform in the rare gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. 16. 図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置において、バースト調光の点灯期間初期のスイッチング素子動作信号、スイッチング素子のオン・オフ状態を表した動作波形、及びランプ電圧波形を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a switching element operation signal at the beginning of the lighting period of burst dimming, an operation waveform representing an on / off state of the switching element, and a lamp voltage waveform in the rare gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. 16. バースト調光の点灯期間全体における、スイッチング素子動作信号の周波数及び/又はデューティー比の大きさの時間変化を表した模式図である。It is the schematic diagram showing the time change of the magnitude | size of the frequency and / or duty ratio of a switching element operation signal in the whole lighting period of burst light control. スイッチング素子動作信号の周波数及び/又はデューティー比の大きさを急激に変化させると、スイッチング素子動作信号103が乱れる問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem that the switching element operation signal 103 will be disturb | confused when the magnitude | size of the frequency and / or duty ratio of a switching element operation signal is changed abruptly. 図16に示した希ガス蛍光ランプ点灯装置のインバーター制御回路102内の具体的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure in the inverter control circuit 102 of the noble gas fluorescent lamp lighting device shown in FIG. インバーター制御回路102内各部の信号波形を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing signal waveforms at various parts in the inverter control circuit 102. 本発明の各実施形態に適用され、図3に示す希ガス蛍光ランプと異なる構造を有する直管状の希ガス蛍光ランプ123の管軸に垂直な断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the tube axis of a straight tubular rare gas fluorescent lamp 123 applied to each embodiment of the present invention and having a structure different from that of the rare gas fluorescent lamp shown in FIG. 3.

符号の説明Explanation of symbols

1 希ガス蛍光ランプ
2 スイッチング素子駆動回路
3 プッシュプル動作回路
4 コンパレータ
5 比較電圧制御回路
6 発振回路
7 周波数増大回路
8 遅延回路
9 タイマー回路
11 ガラス管
12、13 外部電極
14 蛍光物質
15 易始動部位
16 液晶パネル
17 光学フィルム
18 拡散板
19 筐体
20 スイッチング素子デューティー比増大回路
100 インバーター回路
101 スイッチング素子回路
102 インバーター制御回路
103 スイッチング素子動作信号
110 出力信号
111 昇圧トランス
112 ランプ電圧波形
113 バースト調光信号
114 直流電源
115 スイッチング素子動作信号生成回路
116 周期・オン時間制御回路
117 オン時間制御信号
118 周期制御信号
119 カウンター回路(1)
120 比較回路
121 カウンター回路(2)
122 周期・オン時間制御信号生成回路
123 希ガス蛍光ランプ
124 ガラス管
125、126 内部電極
127、128 誘電体
129 蛍光物質
Q1、Q2 インバータースイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noble gas fluorescent lamp 2 Switching element drive circuit 3 Push pull operation circuit 4 Comparator 5 Comparison voltage control circuit 6 Oscillation circuit 7 Frequency increase circuit 8 Delay circuit 9 Timer circuit 11 Glass tube 12, 13 External electrode 14 Fluorescent substance 15 Easy start part 16 Liquid crystal panel 17 Optical film 18 Diffuser 19 Case 20 Switching element duty ratio increasing circuit 100 Inverter circuit 101 Switching element circuit 102 Inverter control circuit 103 Switching element operation signal 110 Output signal 111 Step-up transformer 112 Lamp voltage waveform 113 Burst dimming signal 114 DC power supply 115 Switching element operation signal generation circuit 116 Period / on time control circuit 117 On time control signal 118 Period control signal 119 Counter circuit (1)
120 comparison circuit 121 counter circuit (2)
122 period / on-time control signal generation circuit 123 rare gas fluorescent lamp 124 glass tube 125, 126 internal electrode 127, 128 dielectric 129 fluorescent material Q1, Q2 inverter switching element

Claims (8)

ガラス管の内部にHe、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上の希ガスが封入され、前記ガラス管内面に蛍光体が塗布され、前記ガラス管の軸方向に伸びる電極が配設された希ガス蛍光ランプと、前記電極に交流の高電圧を印加するインバーター回路を有し、該インバーター回路は、スイッチング素子動作信号を出力するインバーター制御回路と、前記スイッチング素子動作信号に従いスイッチング素子をオン、オフ制御することにより直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子回路と、該スイッチング素子回路からの交流電圧を昇圧する昇圧トランスからなり、前記希ガス蛍光ランプの点灯期間と消灯期間を周期的に繰り返し、点灯期間と消灯期間の時間比率を制御してバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置において、
バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数を、定常時における前記スイッチング素子動作信号の周波数よりも高くしたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置。
One or more rare gases of He, Ar, Xe, and Kr are sealed inside the glass tube, a phosphor is applied to the inner surface of the glass tube, and an electrode extending in the axial direction of the glass tube is disposed. A rare gas fluorescent lamp, and an inverter circuit for applying an alternating high voltage to the electrode, the inverter circuit turning on the switching element in accordance with the inverter control circuit for outputting a switching element operation signal, A switching element circuit that converts a DC voltage to an AC voltage by controlling off and a step-up transformer that boosts the AC voltage from the switching element circuit, and periodically turns on and off the rare gas fluorescent lamp. In the rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming by controlling the time ratio between the lighting period and the lighting period,
The frequency of the switching element operation signal in at least a part of the period from the start of lighting of burst dimming to the completion of all light emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light substantially in the entire axial direction is set at the steady state. A rare gas fluorescent lamp lighting device characterized by having a frequency higher than that of a switching element operation signal.
前記少なくとも一部の期間の初期において、前記スイッチング素子動作信号の周波数を漸増させたことを特徴とする請求項1に記載の希ガス蛍光ランプ点灯装置。   2. The rare gas fluorescent lamp lighting device according to claim 1, wherein the frequency of the switching element operation signal is gradually increased at an initial stage of the at least part of the period. 前記バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数から、前記定常時のスイッチング素子動作信号の周波数に戻るに際して、前記スイッチング素子動作信号の周波数の大きさを連続的に変化させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の希ガス蛍光ランプ点灯装置。   From the frequency of the switching element operation signal in at least a part of the period from the start of lighting of the burst dimming to the completion of the total light emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light substantially in the entire axial direction, The rare gas fluorescent lamp lighting device according to claim 1 or 2, wherein the frequency of the switching element operation signal is continuously changed when returning to the frequency of the switching element operation signal. ガラス管の内部にHe、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上の希ガスが封入され、前記ガラス管内面に蛍光体が塗布され、前記ガラス管の軸方向に伸びる電極が配設された希ガス蛍光ランプと、前記電極に交流の高電圧を印加するインバーター回路を有し、該インバーター回路は、スイッチング素子動作信号を出力するインバーター制御回路と、前記スイッチング素子動作信号に従いスイッチング素子をオン、オフ制御することにより直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子回路と、該スイッチング素子回路からの交流電圧を昇圧する昇圧トランスからなり、前記希ガス蛍光ランプの点灯期間と消灯期間を周期的に繰り返し、点灯期間と消灯期間の時間比率を制御してバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置において、
バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号のデューティー比を、定常時における前記スイッチング素子動作信号のデューティー比よりも高くしたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置。
One or more rare gases of He, Ar, Xe, and Kr are sealed inside the glass tube, a phosphor is applied to the inner surface of the glass tube, and an electrode extending in the axial direction of the glass tube is disposed. A rare gas fluorescent lamp, and an inverter circuit for applying an alternating high voltage to the electrode, the inverter circuit turning on the switching element in accordance with the inverter control circuit for outputting a switching element operation signal, A switching element circuit that converts a DC voltage to an AC voltage by controlling off and a step-up transformer that boosts the AC voltage from the switching element circuit, and periodically turns on and off the rare gas fluorescent lamp. In the rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming by controlling the time ratio between the lighting period and the lighting period,
The duty ratio of the switching element operation signal in at least a part of the period from the start of lighting of burst dimming to the completion of all emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light in the entire axial direction is A rare gas fluorescent lamp lighting device characterized by having a duty ratio higher than that of the switching element operation signal.
前記少なくとも一部の期間の初期において、前記イッチング素子動作信号のデューティー比を漸増させたことを特徴とする請求項4に記載の希ガス蛍光ランプ点灯装置。   5. The rare gas fluorescent lamp lighting device according to claim 4, wherein a duty ratio of the switching element operation signal is gradually increased at an early stage of the at least a part of the period. 前記バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号のデューティー比から、前記定常時のスイッチング素子動作信号のデューティー比に戻るに際して、前記スイッチング素子動作信号のデューティー比の大きさを連続的に変化させることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の希ガス蛍光ランプ点灯装置。   From the duty ratio of the switching element operation signal during at least a part of the period from the start of lighting of the burst dimming to the completion of the total emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light in the entire axial direction. 6. The rare gas fluorescent lamp lighting according to claim 4, wherein when returning to the duty ratio of the normal switching element operation signal, the duty ratio of the switching element operation signal is continuously changed. apparatus. ガラス管の内部にHe、Ar、Xe、Krのいずれか1種類以上の希ガスが封入され、前記ガラス管内面に蛍光体が塗布され、前記ガラス管の軸方向に伸びる電極が配設された希ガス蛍光ランプと、前記電極に交流の高電圧を印加するインバーター回路を有し、該インバーター回路は、スイッチング素子動作信号を出力するインバーター制御回路と、前記スイッチング素子動作信号に従いスイッチング素子をオン、オフ制御することにより直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子回路と、該スイッチング素子回路からの交流電圧を昇圧する昇圧トランスからなり、前記希ガス蛍光ランプの点灯期間と消灯期間を周期的に繰り返し、点灯期間と消灯期間の時間比率を制御してバースト調光を行う希ガス蛍光ランプ点灯装置において、
バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比を、定常時における前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比よりも高くしたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置。
One or more rare gases of He, Ar, Xe, and Kr are sealed inside the glass tube, a phosphor is applied to the inner surface of the glass tube, and an electrode extending in the axial direction of the glass tube is disposed. A rare gas fluorescent lamp, and an inverter circuit for applying an alternating high voltage to the electrode, the inverter circuit turning on the switching element in accordance with the inverter control circuit for outputting a switching element operation signal, A switching element circuit that converts a DC voltage to an AC voltage by controlling off and a step-up transformer that boosts the AC voltage from the switching element circuit, and periodically turns on and off the rare gas fluorescent lamp. In the rare gas fluorescent lamp lighting device that performs burst dimming by controlling the time ratio between the lighting period and the lighting period,
The frequency and duty ratio of the switching element operation signal in at least a part of the period from the start of lighting of burst dimming to the completion of all emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light in the entire axial direction are determined. A rare gas fluorescent lamp lighting device characterized in that it is higher than the frequency and duty ratio of the switching element operation signal at all times.
前記バースト調光の点灯開始時点から前記希ガス蛍光ランプが凡そ軸方向全体にわたり発光する全発光完了時点までの期間の内の少なくとも一部の期間の前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比から、前記定常時のスイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比に戻るに際して、前記スイッチング素子動作信号の周波数及びデューティー比の大きさを連続的に変化させることを特徴とする請求項7に記載の希ガス蛍光ランプ点灯装置。   From the frequency and duty ratio of the switching element operation signal in at least a part of the period from the lighting start time of the burst dimming to the completion time of the total emission in which the rare gas fluorescent lamp emits light substantially in the entire axial direction, 8. The rare gas fluorescence according to claim 7, wherein when returning to the frequency and duty ratio of the switching element operation signal in the steady state, the frequency and duty ratio of the switching element operation signal are continuously changed. Lamp lighting device.
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